JPH08318359A - Pressure-casting method and apparatus thereof - Google Patents

Pressure-casting method and apparatus thereof

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JPH08318359A
JPH08318359A JP12765995A JP12765995A JPH08318359A JP H08318359 A JPH08318359 A JP H08318359A JP 12765995 A JP12765995 A JP 12765995A JP 12765995 A JP12765995 A JP 12765995A JP H08318359 A JPH08318359 A JP H08318359A
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JP
Japan
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pressure
squeeze
molten metal
vibration
stroke
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Pending
Application number
JP12765995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naomichi Yamamoto
直道 山本
Atsushi Yoshida
淳 吉田
Itsuki Hiraizumi
一城 平泉
Tooru Tono
徹 都野
Mitsuru Adachi
充 安達
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a cast product having excellent strength and toughness without hot-cracking and shrinkage cavity by executing feedback-control to the pressure control of hydraulic cylinder of a squeeze plunger through the actual squeeze pressure and the vibration squeeze pressure. CONSTITUTION: After packing molten metal 13 in a cavity 40 with the plunger tip 39, an intentionally changed metal pressurizing force is previously applied to the molten metal 13 in the cavity 40 by operating a feedback controller 26, servo valve 15, hydraulic cylinder 43 and the squeeze plungers 44, 42. While controlling the hydraulic pressure of a hydraulic cylinder 43, the pressure-casting is executed and the metal pressurizing force is continuously detected by using a pressure detecting device 45 and the feedback control is executed based on this detected force and the metal pressurizing force is controlled to be a prescribed force. In such a way, the inner part of the cast product is formed with only a cubic system and the segregation of solute element is not developed and the casting without hot-cracking and shrinkage cavity can be attained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,アルミニウム合金やマ
グネシウム合金等溶湯を金型キャビティ内に鋳込み,か
つ,金型内に鋳込んだ溶湯に溶湯の固化時の収縮を補う
ためにスクイズ圧力を加えるようにした加圧鋳造方法お
よび装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention casts a molten metal such as an aluminum alloy or a magnesium alloy into a mold cavity, and applies a squeeze pressure to the molten metal cast in the mold to compensate for shrinkage of the molten metal during solidification. The present invention relates to a pressure casting method and apparatus adapted to be added.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より,アルミニウム合金等の軽金属
合金を金型内に鋳込んで鋳造品を得る場合は,引け巣の
発生を低減させて品質を向上させるために,溶湯を鋳込
んで溶湯の凝固が完了するまでの間,常に一定の,例え
ば600kg/cm2 のような高圧力を作用させ続けた
状態で溶湯を加圧し続ける鋳造法が採用されていた。特
に,自動車部品等のように耐圧性,高強度等の高品質が
要求される場合,高圧で鋳造する方法が最近多く用いら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a light metal alloy such as an aluminum alloy is cast into a mold to obtain a cast product, in order to reduce the occurrence of shrinkage cavities and improve the quality, the molten metal is cast into a molten metal. The casting method has been adopted in which the molten metal is continuously pressurized under the condition that a constant high pressure of, for example, 600 kg / cm 2 is continuously applied until the solidification is completed. Particularly, when high quality such as pressure resistance and high strength is required such as automobile parts, a method of casting at high pressure has been widely used recently.

【0003】なお,鋳造品に引け巣が発生するのを防止
する方法として,例えば,特開平3−124358号公
報に記載されているように,ゲート部を介してキャビテ
ィの前にあるランナ部に振動伝達ロッドを装入し,その
振動伝達ロッドに機械的振動または超音波振動を与える
方法も知られている。また,特公平3−71214号公
報に記載されているように,射出プランジャの根元部に
起振器を取付けて,溶湯に振動を付与する方法も知られ
ている。
As a method of preventing shrinkage cavities in a cast product, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-124358, a runner portion in front of a cavity is inserted through a gate portion. A method is also known in which a vibration transmission rod is inserted and mechanical vibration or ultrasonic vibration is applied to the vibration transmission rod. Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-71214, a method is known in which a vibrator is attached to the root of the injection plunger to apply vibration to the molten metal.

【0004】また,特開平2−207960号公報やU
SP5119866号公報に記載されているように,シ
リンダ室圧力を変化させて加圧プランジャを時間・スト
ローク制御で前進させるときに,加圧プランジャが振動
しながら前進するようにした方法も知られている。さら
に,特開平6−190534号公報に記載されているよ
うに,金型に取付けた油圧シリンダに一定の振幅と振動
数を有する油圧力をパルス的に加える方法も知られてい
る。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-207960 and U
As described in SP5119866, a method is known in which, when the pressure of the cylinder chamber is changed and the pressure plunger is advanced by time / stroke control, the pressure plunger moves forward while vibrating. . Further, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-190534, there is also known a method of applying a hydraulic pressure having a constant amplitude and frequency to a hydraulic cylinder attached to a mold in a pulsed manner.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のような常に一定
の圧力で加圧し続ける鋳造方法の場合,特にそれが高圧
力である場合には,金型のキャビティ表面と溶湯の密着
性が良くなり,熱伝達係数が大きくなる。その結果,キ
ャビティ表面の近傍の金属組織は微細になるが,溶湯の
凝固形態は,溶湯の表面から優先的に凝固が進行し,柱
状晶が表面に生成するスキンフォーメーションタイプの
凝固形態になり易い。
In the conventional casting method in which pressurization is always performed at a constant pressure, especially when the pressure is high, the adhesion between the mold cavity surface and the molten metal is improved. , The heat transfer coefficient becomes large. As a result, the metal structure in the vicinity of the cavity surface becomes fine, but the solidification morphology of the molten metal tends to be a skin formation type solidification morphology in which solidification preferentially progresses from the surface of the molten metal and columnar crystals form on the surface. .

【0006】そして,溶湯の表面と直角な方向の柱状晶
が表面に沿って多数並んで発生するスキンフォーメーシ
ョンタイプの凝固形態になると,つぎに示すような問題
点が発生する。 (1)凝固過程において,柱状晶の粒界もしくは各柱状
晶を構成する多数の平列した樹枝状晶の間で熱間割れが
発生しやすくなる。特に,コーナー部分には熱間割れが
多く発生しやすい。
When a columnar crystal in a direction perpendicular to the surface of the molten metal is formed in parallel along the surface in a skin formation type solidification form, the following problems occur. (1) During the solidification process, hot cracking is likely to occur between grain boundaries of columnar crystals or between a large number of parallel dendrites forming each columnar crystal. In particular, many hot cracks tend to occur at the corners.

【0007】(2)樹枝状晶の間に排出された溶質元素
が,加圧力によって,表面層の樹枝状晶の奥の未凝固部
分に絞り出され,大きな偏析を起こし,引け巣,強度低
下の原因となる。また,樹枝状晶層の奥に帯状偏析が連
なり,その偏析部分が固い塊となっているので,脆くな
り,靭性も低下する。 (3)金型のキャビティ表面に対応した溶湯部分におけ
る結晶核の遊離,および,その溶湯部分の近傍の過冷域
における結晶核の生成が,共にほとんど起こらない凝固
形態のために,結晶核が少なく,結晶核が粗大になり,
強度低下の原因となる。
(2) The solute element discharged between the dendrites is squeezed out to the unsolidified portion at the back of the dendrites in the surface layer by the pressing force, causing large segregation, shrinkage cavities, and strength reduction. Cause of. In addition, since band-shaped segregation continues in the inner part of the dendrite layer, and the segregated portion is a solid mass, it becomes brittle and toughness also deteriorates. (3) Due to the solidification morphology in which the release of crystal nuclei in the molten portion corresponding to the cavity surface of the mold and the formation of the crystal nuclei in the supercooled region near the molten portion hardly both occur, the crystal nuclei are Few, crystal nuclei become coarse,
This will cause a decrease in strength.

【0008】なお,このように一定の高圧力を作用させ
る通常の加圧鋳造においては,その高圧力により金型壁
面における熱伝達係数が極めて大きく,金型壁面近傍の
溶湯は急激に冷却される。このため,高圧力の加圧鋳造
になる程,金型壁面の熱伝達係数が大きくなり,例え
ば,重力鋳造等のような場合に見られる鋳型壁面からの
結晶遊離は,加圧鋳造の場合,溶湯充填後の加圧時には
発生しない。すなわち,加圧鋳造の場合,溶湯充填後,
すみやかに安定な凝固殻ができる。その凝固殻を構成す
る結晶の中で,熱流方向に凝固が優先的に成長する方向
に結晶方位が向いている結晶が,すみやかに柱状晶に成
長する。
In the ordinary pressure casting in which a constant high pressure is applied as described above, the heat transfer coefficient on the wall surface of the die is extremely large due to the high pressure, and the molten metal near the wall surface of the die is rapidly cooled. . For this reason, the higher the pressure of pressure casting, the larger the heat transfer coefficient of the die wall surface, and the crystal release from the mold wall that occurs in gravity casting, for example, is It does not occur during pressurization after filling the melt. That is, in the case of pressure casting, after filling the molten metal,
A stable and solidified shell is quickly formed. Among the crystals that make up the solidified shell, the crystals whose crystal orientation is oriented in the direction in which solidification preferentially grows in the heat flow direction quickly grows into columnar crystals.

【0009】その結果,最初に金型壁面にできた安定し
た凝固殻である等軸チル晶帯,大きく成長した柱状晶,
および,冷却速度が金型表面程速くない内部において,
溶湯がキャビティに充填される過程で金型表面から遊離
した若干の結晶を核として成長した等軸晶からなる金属
組織となる。なお,柱状晶を構成する樹枝状晶間に排出
された溶質元素が加圧力によって未凝固部分に絞り出さ
れることにより,柱状晶の表面部分には,溶質元素が濃
縮された偏析ができる。
As a result, the equiaxed chill crystal zone, which is a stable solidified shell initially formed on the wall surface of the mold, the large grown columnar crystal,
And inside the cooling rate is not as fast as the mold surface,
During the process of filling the cavity with the molten metal, the metal structure becomes an equiaxed crystal that grows with some crystals released from the mold surface as nuclei. Note that the solute element discharged between the dendrites forming the columnar crystal is squeezed out to the non-solidified portion by the pressing force, so that the solute element is concentrated and segregated on the surface portion of the columnar crystal.

【0010】なお,前記(1)に記載したような現象
は,例えば,MC2等のマグネシウム合金,7×××系
合金(7000番台ジュラルミン系合金),AC7A
(5%マグネシウム含有アルミニウム合金)等のアルミ
ニウム合金を高圧鋳造した際に見られる。また,前記
(2)に記載したような現象は,例えば,AC4C等の
高強度,高靭性を特徴とするアルミニウム合金で問題と
なり,前記(3)に記載したような現象は,例えば,M
C2等のマグネシウム合金で発生する。
The phenomenon described in (1) above is caused by, for example, a magnesium alloy such as MC2, a 7xx series alloy (7000 series duralumin series alloy), AC7A.
It can be seen when an aluminum alloy such as (aluminum alloy containing 5% magnesium) is high pressure cast. Further, the phenomenon described in (2) above becomes a problem in an aluminum alloy having high strength and high toughness such as AC4C, and the phenomenon described in (3) above is, for example, M
It occurs in magnesium alloys such as C2.

【0011】一方,特開平3−124358号公報に記
載されているような方法では,ゲート部を介してキャビ
ティの前にあるランナ部に振動伝達ロッドを装入し,振
動を与えるものであるので,薄くて溶湯が固りやすいゲ
ート部が邪魔になって,振動伝達ロッドによる振動がキ
ャビティ内の溶湯まで充分に伝わらないという欠点があ
った。なお,仮に,引け巣が発生しそうなキャビティの
中の一部に振動伝達ロッドを装入し,振動させたとして
も,それは機械的振動または超音波振動を与えるもので
あったので,押湯の作用もする振動伝達ロッドに寸法的
な振幅を有する位置変動を行わせるものであり,変位さ
せるものであった。そして,その振幅は極めて小さいも
のであった。
On the other hand, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-124358, a vibration transmitting rod is inserted into the runner portion in front of the cavity through the gate portion to give vibration. However, there is a drawback in that the gate part, which is thin and the molten metal is hardened easily, obstructs the vibration of the vibration transmission rod to the molten metal in the cavity. Even if a vibration transmission rod is inserted into a part of the cavity in which shrinkage cavities are likely to occur and vibrates, it gives mechanical vibration or ultrasonic vibration. The vibration transmitting rod, which also acts, causes a positional change with a dimensional amplitude, and is displaced. And the amplitude was extremely small.

【0012】したがって,予め定められた特定の箇所,
すなわち,振動伝達ロッドの周辺でしか,引け巣発生の
予防を行うことができなかった。また,高圧力鋳造を行
う場合,金型の型締力も例えば,1500トンのように
かなり大きいものとすることも多く,このような場合,
鋳造装置全体ないしは型締装置全体を振動させることは
実際上不可能である。このことは,金型や前記装置の重
量が大きいことも起因している。
[0012] Therefore, a predetermined specific location,
In other words, it was possible to prevent the shrinkage cavity from occurring only around the vibration transmission rod. Further, when performing high pressure casting, the mold clamping force is often set to a considerably large value such as 1500 tons. In such a case,
It is practically impossible to vibrate the entire casting device or the entire mold clamping device. This is also due to the heavy weight of the mold and the device.

【0013】また,特公平3−71214号公報に記載
されているものでは,射出プランジャ自体を振動させる
ものであるので,前記したものと同様に,薄くて狭いゲ
ート部が邪魔して,キャビティ内の溶湯に振動が充分に
伝わらない。仮に,ゲート部が少し厚く形成されたとし
ても,振動するプランジャがキャビティから離れている
ので,キャビティ内の溶湯に振動が充分に伝わらない。
勿論,この場合も,機械的振動を与えるものであり,前
記したものと同様に,寸法的な振幅を有する位置変動を
行わせるものであり,変位させるものである。そして,
その振幅も極めて小さい。したがって,引け巣発生を充
分に予防することができないという欠点がある。
Further, in the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-71214, since the injection plunger itself is vibrated, the thin and narrow gate portion interferes with the inside of the cavity like the above-mentioned one. Vibration is not sufficiently transmitted to the molten metal. Even if the gate portion is formed to be a little thick, the vibrating plunger is separated from the cavity, so that the vibration is not sufficiently transmitted to the molten metal in the cavity.
Of course, also in this case, mechanical vibration is applied, and like the above-described one, position variation having a dimensional amplitude is performed and displacement is performed. And
Its amplitude is also extremely small. Therefore, there is a drawback that the occurrence of shrinkage cavities cannot be sufficiently prevented.

【0014】また,特開平2−207960号公報やU
SP5209095号公報に記載されているものでは,
意図した周波数と振幅になるように加圧プランジャの駆
動力を積極的に制御するものではなく,PI制御のPゲ
インとIゲインを適当に選んで,自然に発生する振動を
利用するものである。そのために,キャビティ容積,加
圧プランジャ重量,シリンダ内容積等の条件で,発生す
る振動の周波数,振幅が極めて狭い範囲となるうえ,ゲ
インの設定値もキャビティ,油圧機器の条件毎に変えな
ければならず,管理が困難である。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-207960 and U
In the one described in SP5209095,
The driving force of the pressurizing plunger is not positively controlled so that the frequency and amplitude are intended, but the P gain and I gain of PI control are appropriately selected and the naturally occurring vibration is used. . Therefore, the frequency and amplitude of the generated vibrations will be in an extremely narrow range under conditions such as cavity volume, pressure plunger weight, and cylinder internal volume, and the gain setting value must be changed for each condition of the cavity and hydraulic equipment. Therefore, it is difficult to manage.

【0015】このような加圧プランジャによる効果を充
分に発現させるための最適条件は,射出する合金毎に異
なっており,また,かなり大きな圧力変動を必要とす
る。そのため,特開平2−207960号公報等に記載
の方法では,充分な効果が期待できないケースが多いと
考えられる。
The optimum conditions for sufficiently exhibiting the effect of such a pressure plunger differ depending on the alloy to be injected, and require a considerably large pressure fluctuation. Therefore, it is considered that there are many cases in which sufficient effects cannot be expected with the method described in JP-A-2-207960.

【0016】以上述べた方法は,溶湯に振動を付加して
射出製品の品質を改善しようとする方法であるが,これ
らでは,制御するパラメータとして周波数もしくは周波
数と変位振幅を採用しており,本願発明のような振動の
結果として溶湯に付加される波動の圧力振幅を制御しよ
うとする技術思想ではなかった。
The above-mentioned method is a method of adding vibration to the molten metal to improve the quality of the injection product. In these methods, the frequency or the frequency and the displacement amplitude are adopted as the control parameters. It was not the technical idea of controlling the pressure amplitude of the wave added to the molten metal as a result of the vibration as in the invention.

【0017】一方,特開平6−190534号公報に記
載の方法では,金型内の溶湯に金型および金型の保持部
材を介して油圧シリンダからの作動油圧力を作用させる
ものであり,溶湯への作動油圧力の伝達効率が必ずしも
良くなかった。また,この方法では,所定の圧力振幅と
振動数を有する作動油圧力を作用させるものではある
が,これは単に設定値として与えるだけのプログラム制
御であり,本願発明のようなフィードバック制御ではな
く,充分な作動油圧力を全作動域で常に充分に作用させ
ることは難しかった。したがって,必ずしも常に充分な
結果は得られなかった。
On the other hand, in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-190534, the working fluid pressure from the hydraulic cylinder is applied to the molten metal in the die through the die and the die holding member. The transmission efficiency of hydraulic oil pressure to was not always good. Further, in this method, the hydraulic oil pressure having a predetermined pressure amplitude and frequency is applied, but this is a program control that is merely given as a set value, and is not feedback control like the present invention, It was difficult to always have sufficient hydraulic oil pressure to act sufficiently in all operating regions. Therefore, sufficient results were not always obtained.

【0018】なお,変位や寸法的に同一の変動振幅を持
つ振動を振動伝達ロッド等に付加しても,溶湯に作用す
る圧力は変動するが,固相の晶出の程度で,すなわち,
液相の容積変化に伴って,付加される圧力変動幅は変化
する。すなわち,仮に,変位量を一定値になるように制
御したとすると,時間が経過するに従い,溶湯の凝固が
進んで液相の容積が次第に減少するので,液相の容積に
対する振動伝達ロッド等の前進で押されて減少する溶湯
の容積の割合,すなわち,歪量は次第に大きくなり,そ
れに伴い,圧力変動幅は次第に増加する。
It should be noted that even if vibration having the same fluctuation amplitude in terms of displacement or dimension is applied to the vibration transmission rod or the like, the pressure acting on the molten metal changes, but at the degree of crystallization of the solid phase, that is,
The added pressure fluctuation range changes as the volume of the liquid phase changes. That is, if the displacement is controlled to be a constant value, the solidification of the molten metal progresses and the volume of the liquid phase gradually decreases as time passes. The ratio of the volume of the molten metal that is pushed down by the forward movement and decreases, that is, the amount of strain gradually increases, and the pressure fluctuation width gradually increases accordingly.

【0019】例えば,図13に示すような圧力軌跡を描
くようになる。図13において,横軸に,キャビティ内
に溶湯が鋳込まれ,ほぼ充填された直後に,振動伝達ロ
ッド等を前進させ始めて溶湯にメタル加圧力を作用させ
始めてからの経過時間t(sec)をとり,縦軸に,溶
湯に作用するメタル加圧力P(kg/cm2 )と振動伝
達ロッドの移動ストロークS(mm)をとり,時間−メ
タル加圧力線図と,時間−ストローク線図を示す。
For example, a pressure locus as shown in FIG. 13 is drawn. In FIG. 13, on the horizontal axis, immediately after the molten metal is cast into the cavity and almost filled, the elapsed time t (sec) from when the vibration transmission rod or the like is started to move and the metal pressing force is applied to the molten metal is shown. The vertical axis represents the metal pressure P (kg / cm 2 ) acting on the molten metal and the movement stroke S (mm) of the vibration transmission rod. The time-metal pressure diagram and the time-stroke diagram are shown. .

【0020】また,固相の晶出に起因する粘度の変化
で,溶湯内を伝播する際の圧力変動幅の減衰の程度も変
化する。実際の鋳造においては,鋳造条件のばらつきの
ため,1ショット毎に充填直後の溶湯の固相率,さら
に,その後の固相の増加の程度も違ってくる。このよう
な実鋳造の状況では,意図した効果はなかなか得られな
い。
Further, due to the change in viscosity caused by the crystallization of the solid phase, the degree of attenuation of the pressure fluctuation width when propagating in the molten metal also changes. In actual casting, due to variations in casting conditions, the solid phase ratio of the molten metal immediately after filling and the degree of increase of the solid phase after that also differ for each shot. In such a situation of actual casting, it is difficult to obtain the intended effect.

【0021】そして,前記図13に示すような圧力軌跡
を描くようになるため,初めに,品質の改善効果が期待
できる程度の圧力変動振幅を付加すると,凝固が進むに
従って,圧力変動は大きくなり過ぎ,熱間割れが発生す
る。逆に,熱間割れが発生しない程度の圧力変動振幅を
後期に付加しようとすると,凝固初期において効果が発
現するのに充分な圧力変動を付加できない。また,熱間
割れが発生するレベルまで圧力変動が増加した段階で振
動の付加を止めた場合,鋳造品の内部においては,品質
改善の効果が期待できない。
Since the pressure locus as shown in FIG. 13 is drawn, first, if a pressure fluctuation amplitude to the extent that a quality improvement effect can be expected is added, the pressure fluctuation increases as the solidification progresses. Passage and hot cracking occurs. On the contrary, if a pressure fluctuation amplitude that does not cause hot cracking is added in the latter period, it is not possible to add a pressure fluctuation sufficient for the effect to appear in the early stage of solidification. In addition, if the addition of vibration is stopped when the pressure fluctuation increases to the level where hot cracking occurs, the effect of quality improvement cannot be expected inside the cast product.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明においては,この
ような課題を解決し,意図した効果を得るために,メタ
ル加圧力,すなわち,振動スクイズ圧力をフィードバッ
ク制御するようにした。すなわち,溶湯を金型キャビテ
ィ内に鋳込み,溶湯が固化する時に溶湯の収縮を補うよ
うに液圧シリンダのスクイズプランジャによって金型内
の溶湯にスクイズ圧力を加える加圧鋳造方法において,
液圧シリンダのスクイズプランジャを,スクイズプラン
ジャの振動しているストローク値をフィルタリングして
得た非振動的なストローク値より推定した現時点におけ
る振動ストロークの中央値が予め定めておいた時間経過
に対する移動ストロークの曲線に沿って順次増大するよ
うにフィードバック制御させながら前進させるととも
に,中央値がゼロとなるように溶湯に加わる実際の振動
スクイズ圧力から変換された圧力が,1秒間当りの振動
サイクル数として決められる予め定めておいた振動数
と,時間の経過に対する振動サイクル中の最大値と最小
値間の差の値または最大値とゼロの中央値間の差の2倍
の値として決められる予め定めておいた振幅とで表わす
中央値がゼロとなるように振動される圧力を表わす予め
正負交互に現れるように定めておいた振動スクイズ圧力
パターンまたは軌跡を追従するように,スクイズプラン
ジャを有する液圧シリンダに作用させる圧力を制御し,
この圧力制御にあたっては,実際のスクイズ圧力と,時
間経過に対して予め定めておいた振動スクイズ圧力パタ
ーンに従って振動する振動スクイズ圧力を表わす予め定
めておいたスクイズ圧力の軌跡とにより,液圧シリンダ
に作用させる振動スクイズ圧力をフィードバック制御さ
せるようにした。
In the present invention, in order to solve such a problem and obtain the intended effect, the metal pressing force, that is, the vibration squeeze pressure is feedback-controlled. That is, in a pressure casting method in which a molten metal is cast into a mold cavity and a squeeze pressure is applied to the molten metal in the mold by a squeeze plunger of a hydraulic cylinder so as to compensate for shrinkage of the molten metal when it solidifies,
The squeeze plunger of a hydraulic cylinder is a moving stroke with respect to a predetermined time when the median value of the oscillating stroke at present is estimated from the non-oscillating stroke value obtained by filtering the oscillating stroke value of the squeeze plunger. While moving forward with feedback control so as to gradually increase along the curve of, the pressure converted from the actual vibration squeeze pressure applied to the molten metal so that the median value becomes zero is determined as the number of vibration cycles per second. Predetermined vibration frequency and the value of the difference between the maximum value and the minimum value or the difference between the maximum value and the median value of zero during the vibration cycle over time Amplitude and the median value represented by the amplitude are oscillated so that the median value becomes zero. So as to follow the vibration squeeze pressure pattern or locus had been established to control the pressure to be applied to the hydraulic cylinder with a squeeze plunger,
In this pressure control, the hydraulic cylinder is operated by the actual squeeze pressure and the predetermined locus of the squeeze pressure that represents the vibrating squeeze pressure vibrating according to the predetermined vibrating squeeze pressure pattern over time. The applied squeeze squeeze pressure is feedback controlled.

【0023】また,別の方法として,溶湯を金型キャビ
ティ内に鋳込み,溶湯が固化する時の溶湯の収縮を補う
ように液圧シリンダのスクイズプランジャを前進させて
溶湯にスクイズ圧力を加える時,最初の短い時間内は,
プランジャストロークを増加させて溶湯に非振動圧力を
予め定めておいた値まで増加させながら加え,続いて,
予め定めておいた振動数と振幅を有する規則的に変化す
る振動スクイズ圧力を溶湯に作用させる振動スクイズ圧
力パターンまたは軌跡を追従させるとともに,液圧シリ
ンダのスクイズプランジャをその移動ストロークを振動
させながら前進させて金型内の溶湯に振動スクイズ圧力
を加えるように液圧シリンダを制御し,この振動スクイ
ズ圧力を加える部分の制御に際しては,溶湯に実際に作
用する振動スクイズ圧力と,予め定めておいた振動スク
イズ圧力パターンまたは軌跡により,振動スクイズ圧力
をフィードバック制御させるようにした。
As another method, when the molten metal is cast into the mold cavity and the squeeze plunger of the hydraulic cylinder is advanced to compensate the shrinkage of the molten metal when it solidifies, a squeeze pressure is applied to the molten metal, In the first short time,
The non-oscillating pressure is added to the molten metal while increasing the plunger stroke to a predetermined value, and then,
A squeeze squeeze pressure pattern or trajectory that causes a periodically changing oscillating squeeze pressure having a predetermined frequency and amplitude to act on the molten metal is followed, and the squeeze plunger of the hydraulic cylinder moves forward while vibrating its moving stroke. Then, the hydraulic cylinder is controlled so as to apply an oscillating squeeze pressure to the molten metal in the mold. When controlling the part to which this oscillating squeeze pressure is applied, the oscillating squeeze pressure that actually acts on the molten metal and the predetermined The vibration squeeze pressure is controlled by feedback based on the vibration squeeze pressure pattern or trajectory.

【0024】また,そのための加圧鋳造装置としては,
金型キャビティを有する金型,金型キャビティ内に溶湯
を鋳込む鋳込装置,金型内に充填された溶湯に振動スク
イズ圧力を作用させるスクイズプランジャを有する液圧
シリンダ,溶湯の固化収縮時に時間の経過に従って溶湯
に作用させる予め定めておいた振幅と振動数を有する振
動スクイズ圧力の変化パターンまたは軌跡を与えておく
振動スクイズ圧力設定器,実際のスクイズ圧力測定用の
金型または液圧シリンダに取付けた圧力検出器,振動ス
クイズ圧力の設定値と検出値とに基づいて液圧シリンダ
に作用させる液圧が所定の振幅と振動数を有する振動ス
クイズ圧力になるようにフィードバック制御させるフィ
ードバック制御装置を備えた装置とした。
A pressure casting apparatus for that purpose is as follows:
A mold having a mold cavity, a pouring device for casting molten metal into the mold cavity, a hydraulic cylinder having a squeeze plunger for applying an oscillating squeeze pressure to the molten metal filled in the mold, and a time during solidification contraction of the molten metal. The vibration squeeze pressure setter, which gives a change pattern or locus of the vibration squeeze pressure having a predetermined amplitude and frequency to be applied to the molten metal according to the progress of, the mold or hydraulic cylinder for actual squeeze pressure measurement. A mounted pressure detector, a feedback control device for performing feedback control so that the hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder becomes a vibrating squeeze pressure having a predetermined amplitude and frequency based on the set value and the detected value of the vibrating squeeze pressure. The device was equipped.

【0025】[0025]

【作用】本発明においては,溶湯を金型内に充填し,金
型内の溶湯に加圧力を加える液圧シリンダに油圧力を所
定の高圧力とこの高圧力に比べて比較的に小さな所定の
低圧力とを短時間の間隔で交互に周期的に作用させるよ
うにフィードバック制御して加えることにより,金型内
の凝固する溶湯に液圧シリンダのスクイズプランジャの
直接的な作用によって所定の高圧力とこの高圧力に比べ
て比較的に小さな所定の低圧力とからなるメタル加圧力
を短時間の間隔で交互に周期的,波状的に加える。そう
すると,溶湯が金型表面に押付けられる力の度合が強弱
に変わり,その結果,溶湯表面から金型表面へ熱が伝達
する場合の熱伝達係数が周期的に変わり,金型への抜熱
量が周期的に変動する。そして,このときの溶湯の凝固
形態は,金型のキャビティ表面に面した溶湯表面だけで
なく,溶湯内でも核が発生し,凝固が進行し,その結
果,等軸晶が生成するという,いわゆる,マッシータイ
プと呼ばれている凝固形態になる。
In the present invention, the molten metal is filled in the mold, and the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder for applying a pressing force to the molten metal in the mold is set to a predetermined high pressure and a predetermined pressure relatively smaller than this high pressure. The low pressure and the low pressure are applied by feedback control so that they act cyclically at short intervals alternately, so that the squeeze plunger of the hydraulic cylinder directly acts on the molten metal that solidifies in the mold. A metal pressing force consisting of a pressure and a predetermined low pressure that is relatively small compared to the high pressure is alternately applied periodically and in a wavy manner at short time intervals. Then, the degree of the force of the molten metal being pressed against the mold surface changes strongly, and as a result, the heat transfer coefficient when heat is transferred from the molten metal surface to the mold surface changes periodically, and the amount of heat removed to the mold is reduced. It fluctuates periodically. Then, the solidification form of the molten metal at this time is so-called that not only the molten metal surface facing the cavity surface of the mold but also nuclei are generated in the molten metal and solidification progresses, resulting in the formation of equiaxed crystals. , It becomes a coagulation form called massy type.

【0026】前記[0008]項で述べたように,一定
の高圧力を作用させる通常の加圧鋳造においては,表面
層に沿って多数の樹枝状晶からなる柱状晶帯ができ,そ
の内部に等軸晶と偏析ができていた。
As described in the above item [0008], in the ordinary pressure casting in which a constant high pressure is applied, a columnar crystal zone composed of a large number of dendrites is formed along the surface layer, and the columnar crystal zone is formed inside the zone. It was segregated with equiaxed crystals.

【0027】ところが,溶湯を充填し,凝固する溶湯に
スクイズ圧力を短時間の間隔で交互に周期的に加える
と,溶湯に高圧力とこの高圧力に比べて比較的に低い低
圧力とが交互に波状的に加えられることになる。このた
め,低圧力作用時には,一時的に金型表面の熱伝達係数
が小さくなり,凝固時に発生した潜熱が金型表面から充
分抜熱されず,溶湯温度が部分的に上昇する。このよう
に,金型表面近傍のレカレセンス(再輝熱。潜熱放出に
伴う温度上昇)によって,結晶遊離および樹枝状晶の枝
の溶断遊離が起こる。また,波状的に加えられた圧力の
ため,溶湯が流動し,そのことも合いまって,結晶遊
離,樹枝状晶の枝の溶断遊離が促進される。
However, when the molten metal is filled and the squeeze pressure is alternately and periodically applied to the molten metal at a short time interval, a high pressure is applied to the molten metal and a low pressure relatively lower than the high pressure is alternately applied. Will be added in a wavy manner. For this reason, when a low pressure is applied, the heat transfer coefficient on the surface of the mold temporarily becomes small, the latent heat generated during solidification is not sufficiently removed from the surface of the mold, and the temperature of the molten metal partially rises. Thus, due to the recalescence near the surface of the mold (brightening heat; temperature rise associated with latent heat release), crystal release and fusing of dendrite branches are released. In addition, due to the pressure applied in a wavy manner, the molten metal flows, and this is also combined to promote crystal release and fusing release of dendrite branches.

【0028】そのため,表面に生成されやすかった柱状
晶ができず,鋳込製品の内面全体に微細等軸晶が生成
し,等軸晶帯のみが形成されることになる。また,等軸
晶帯に偏析ができることもない。その結果,熱間割れも
発生しないし,引け巣もほとんど発生しないし,高強度
で靭性を有する高品質の鋳込製品が得られる。勿論,振
動スクイズ圧力をフィードバック制御させるので,常に
非常に良い作用効果が確実に得られる。
Therefore, columnar crystals that are easily generated on the surface cannot be formed, and fine equiaxed crystals are generated on the entire inner surface of the cast product, and only equiaxed crystal zones are formed. In addition, segregation does not occur in the equiaxed zone. As a result, hot cracking does not occur, shrinkage cavities hardly occur, and high-quality cast products with high strength and toughness are obtained. Of course, since the vibration squeeze pressure is feedback-controlled, a very good effect can always be obtained.

【0029】[0029]

【実施例】図1,図2,図6は本発明方法を実施するた
めの装置のそれぞれ異なる実施例を示す縦断面図および
制御回路図である。図1において,断面図で示す部分は
横型締竪鋳込型のダイカストマシンないしはスクイズキ
ャスティングマシンと呼ばれている鋳造装置の本体部分
を示すもので,36は固定金型,37は可動金型,38
は鋳込スリーブ,39はプランジャチップ,40はキャ
ビティ,41はゲート部であり,図中,矢印方向から溶
湯13をキャビティ40内に鋳込み,また,鋳込圧力を
作用させる。キャビティ40に面した可動金型37の一
部には,加圧ブロック42を摺動自在に設け,加圧ブロ
ック42には,油圧シリンダ43のピストンロッド44
を連結させ,油圧シリンダ43にはサーボバルブ15を
連結させた。ここで,ピストンロッド44と加圧ブロッ
ク42は油圧シリンダ43のスクイズプランジャを構成
する。このスクイズプランジャは,金型キャビティ40
内に鋳込んだ溶湯13が固化する時の溶湯13の収縮を
補うように,前進して溶湯13にスクイズ圧力を加える
ものである。
1, 2 and 6 are a longitudinal sectional view and a control circuit diagram showing different embodiments of an apparatus for carrying out the method of the present invention. In FIG. 1, the section shown in the sectional view shows the main body of a casting machine called a horizontal type vertical vertical casting die casting machine or squeeze casting machine, 36 is a fixed mold, 37 is a movable mold, 38
Is a casting sleeve, 39 is a plunger tip, 40 is a cavity, and 41 is a gate portion. The molten metal 13 is cast into the cavity 40 from the direction of the arrow in the figure, and a casting pressure is applied. A pressure block 42 is slidably provided on a part of the movable mold 37 facing the cavity 40, and the piston rod 44 of the hydraulic cylinder 43 is attached to the pressure block 42.
, And the servo valve 15 was connected to the hydraulic cylinder 43. Here, the piston rod 44 and the pressure block 42 form a squeeze plunger of the hydraulic cylinder 43. This squeeze plunger is used for the mold cavity 40
The squeeze pressure is applied to the molten metal 13 by moving forward so as to compensate for the shrinkage of the molten metal 13 when it is solidified.

【0030】26はフィードバック制御器,27は圧力
モデル部であり,圧力モデル部27では,キャビティ4
0内の凝固する溶湯13に対して所定の高圧力とこの高
圧力に比べて比較的に小さい所定の低圧力とからなるメ
タル加圧力を短時間の間隔で交互に周期的に加えるよう
にするための,高圧力,低圧力,意図した一定値からな
る圧力変動幅,圧力変動周波数を,時間−メタル加圧力
線図ないしは数値として設定し,それに応じた出力信号
pを出力する。勿論,圧力変動周波数や圧力変動幅を加
圧時間の経過に応じて変えるように制御する目的で,時
間−メタル加圧力線図等を設定しておくこともできる。
Reference numeral 26 is a feedback controller, and 27 is a pressure model section.
A metal pressing force having a predetermined high pressure and a predetermined low pressure that is relatively smaller than the high pressure is alternately and periodically applied to the solidified molten metal 13 in 0 at short time intervals. Therefore, the high pressure, the low pressure, the pressure fluctuation width consisting of an intended constant value, and the pressure fluctuation frequency are set as a time-metal pressure diagram or a numerical value, and an output signal p corresponding thereto is output. Of course, for the purpose of controlling the pressure fluctuation frequency and the pressure fluctuation width so as to change according to the passage of the pressurization time, a time-metal pressure diagram or the like may be set.

【0031】28は圧力偏差検出器であり,圧力モデル
部27からの出力信号pと,固定金型36内に取付けた
メタル加圧力を検出する圧力検出装置45からの出力信
号をアンプ29を介して入力させた信号とを比較し,そ
の偏差を検出し,その偏差値に応じた出力信号eをゲイ
ン設定部30に対して出力する。ゲイン設定部30で
は,圧力偏差検出器28からの出力信号eを入力し,補
正した出力信号vをドライバ31に出力し,ドライバ3
1では出力信号iを,サーボバルブからなる供給圧力設
定変動装置15のソレノイド15aへ出力する。
Reference numeral 28 denotes a pressure deviation detector, which outputs an output signal p from the pressure model unit 27 and an output signal from a pressure detection device 45 for detecting a metal pressure applied to the fixed mold 36 via an amplifier 29. The output signal e corresponding to the deviation value is output to the gain setting section 30. In the gain setting unit 30, the output signal e from the pressure deviation detector 28 is input, the corrected output signal v is output to the driver 31, and the driver 3
At 1, the output signal i is output to the solenoid 15a of the supply pressure setting fluctuation device 15 including a servo valve.

【0032】供給圧力設定変動装置15では,サーボバ
ルブ15の開度を制御することによって,作動油の圧力
を制御し,油圧シリンダ43に作用させる油圧力を制御
するようにした。17はポンプ,32はモータ,33は
ロード,アンロード用のリリーフバルブ,34はタン
ク,35は,例えばマシン本体の開閉動作や鋳込開始,
終了動作等に応じて,リリーフバルブ33にロード,ア
ンロードの指令を出す指令装置である。
In the supply pressure setting fluctuation device 15, the opening of the servo valve 15 is controlled to control the pressure of the hydraulic oil and the hydraulic pressure applied to the hydraulic cylinder 43. Reference numeral 17 is a pump, 32 is a motor, 33 is a relief valve for loading and unloading, 34 is a tank, and 35 is, for example, opening / closing operation of the machine body and start of casting,
It is a command device that issues commands for loading and unloading to the relief valve 33 according to the ending operation or the like.

【0033】図1に示す装置では,プランジャチップ3
9の作用でキャビティ40内に溶湯13を充填した後,
フィードバック制御器26,サーボバルブ15,油圧シ
リンダ43,スクイズプランジャ44,42の作用によ
って,キャビティ40内の溶湯13に,予め意図した変
化させたメタル加圧力を作用させるようにした。そし
て,そのときは,油圧シリンダ43の油圧力を制御しな
がら加圧鋳造を行い,それに伴って,圧力検出装置45
を用いてメタル加圧力を連続して検出し,それに基づい
てフィードバック制御を行い,所定の変化するメタル加
圧力が得られるように制御する。
In the device shown in FIG. 1, the plunger tip 3
After filling the molten metal 13 into the cavity 40 by the action of 9,
By the action of the feedback controller 26, the servo valve 15, the hydraulic cylinder 43, and the squeeze plungers 44, 42, the molten metal 13 in the cavity 40 is subjected to a pre-designed changed metal pressing force. Then, at that time, pressure casting is performed while controlling the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 43, and accordingly, the pressure detection device 45
Is used to continuously detect the metal pressure, and feedback control is performed based on this to perform control so that a predetermined changing metal pressure is obtained.

【0034】スクイズ圧力のフィードバック制御に際し
ては,溶湯13を金型キャビティ40内に鋳込み,溶湯
13が固化する時の溶湯13の収縮を補うように油圧シ
リンダ43のスクイズプランジャ44を前進させて溶湯
13にスクイズ圧力を加える時,最初の短い時間内は,
プランジャストロークを増加させて溶湯13に非振動圧
力を予め定めておいた値まで増加させながら加え,続い
て,圧力モデル部27で予め定めておいた振動数と振幅
を有する規則的に変化する振動スクイズ圧力を溶湯13
に作用させる振動スクイズ圧力パターンまたは軌跡を追
従させるとともに,油圧シリンダ43のスクイズプラン
ジャ44をその移動ストロークを振動させながら前進さ
せて金型37,38内の溶湯13に振動スクイズ圧力を
加えるように油圧シリンダ43を制御し,この振動スク
イズ圧力を加える部分の制御に際しては,溶湯13に実
際に作用する振動スクイズ圧力と,予め定めておいた振
動スクイズ圧力パターンまたは軌跡により,振動スクイ
ズ圧力をフィードバック制御させるようにした。
In the feedback control of the squeeze pressure, the molten metal 13 is cast into the mold cavity 40, and the squeeze plunger 44 of the hydraulic cylinder 43 is moved forward so as to compensate the contraction of the molten metal 13 when the molten metal 13 solidifies. When applying squeeze pressure to, within the first short time,
The non-vibrating pressure is applied to the molten metal 13 by increasing the plunger stroke while increasing the non-vibrating pressure to a predetermined value. Then, the pressure model 27 regularly changes the vibration with the predetermined frequency and amplitude. Squeeze pressure to melt 13
The squeeze plunger 44 of the hydraulic cylinder 43 is moved forward while oscillating its moving stroke so as to apply the oscillating squeeze pressure to the molten metal 13 in the molds 37, 38 while following the vibration squeeze pressure pattern or trajectory acting on When controlling the cylinder 43 and controlling the portion to which the vibration squeeze pressure is applied, the vibration squeeze pressure is feedback-controlled by the vibration squeeze pressure actually acting on the molten metal 13 and the predetermined vibration squeeze pressure pattern or locus. I did it.

【0035】なお,図1に示すものにおいては,振動ス
クイズ圧力を加える部分のみをフィードバック制御させ
ることもできるが,通常は,最初の非振動圧力を作用さ
せる部分をも含めてフィードバック制御させる。すなわ
ち,そのときは,圧力検出装置45で検出した溶湯に実
際に作用するスクイズ圧力と,非振動部分を示す予め定
めておいたスクイズ圧力の圧力上昇軌跡と,予め定めて
おいた振動スクイズ圧力パターンまたは軌跡により,液
圧シリンダのスクイズプランジャに作用させる圧力をフ
ィードバック制御させる。
In the structure shown in FIG. 1, only the part to which the oscillating squeeze pressure is applied can be feedback-controlled, but normally, the part including the first non-oscillating pressure is also feedback-controlled. That is, at that time, the squeeze pressure actually acting on the molten metal detected by the pressure detection device 45, the pressure rise locus of the predetermined squeeze pressure indicating the non-oscillating portion, and the predetermined vibrating squeeze pressure pattern. Alternatively, the pressure applied to the squeeze plunger of the hydraulic cylinder is feedback-controlled by the trajectory.

【0036】図2は,図1に示すものと同様に,横型締
竪鋳込型のダイカストマシンに本発明の加圧装置を設置
した図である。図2のものは,図1のものとフィードバ
ック制御器の部分が異なっているだけである。
FIG. 2 is a view in which the pressurizing device of the present invention is installed in a horizontal die casting machine of the vertical casting type, similar to that shown in FIG. FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in the part of the feedback controller.

【0037】図2において,フィードバック制御装置は
図示したように組込まれている。46は加圧力制御コン
トローラ,47は加圧力変動幅演算器,48は平均移動
ストローク演算器,49は圧力モデル部27と同様な圧
力信号発生器,28は圧力偏差検出器,30はゲイン設
定器,50は油圧シリンダ43のピストンロッド44と
加圧ブロック42からなるスクイズプランジャの前進ス
トロークを時間−ストローク線図として示し,出力信号
sを出力するストローク信号発生器,51はストローク
偏差検出部,52はストロークゲイン設定器,53はゲ
イン加算器,54は信号発生器である。また,55はス
トローク信号用のA/D変換器,56は圧力信号用のA
/D変換器,57はD/A変換器,58はストローク信
号用のアンプ,29は圧力信号用のアンプ,59はピス
トンロッド44部に取付けたストローク検出器,45は
圧力検出装置,31はドライバ,15はサーボバルブで
ある。
In FIG. 2, the feedback controller is incorporated as shown. Reference numeral 46 is a pressure control controller, 47 is a pressure fluctuation width calculator, 48 is an average movement stroke calculator, 49 is a pressure signal generator similar to the pressure model 27, 28 is a pressure deviation detector, and 30 is a gain setter. , 50 shows a forward stroke of a squeeze plunger composed of a piston rod 44 of a hydraulic cylinder 43 and a pressure block 42 as a time-stroke diagram, a stroke signal generator for outputting an output signal s, 51 a stroke deviation detecting portion, 52 Is a stroke gain setter, 53 is a gain adder, and 54 is a signal generator. Further, 55 is an A / D converter for stroke signals, and 56 is an A / D converter for pressure signals.
/ D converter, 57 is a D / A converter, 58 is a stroke signal amplifier, 29 is a pressure signal amplifier, 59 is a stroke detector attached to the piston rod 44, 45 is a pressure detection device, and 31 is The driver 15 is a servo valve.

【0038】そして,図2に示す加圧力制御コントロー
ラ46内では,ストローク信号発生器50で,スクイズ
プランジャの振動ストロークの平均値が予め定めておい
た時間経過に対する移動ストロークの曲線に沿って順次
増大するように設定しておき,このストローク信号発生
器50からの発生信号と,ストローク検出器59で検出
したスクイズプランジャの実際の移動ストローク検出信
号とによりスクイズプランジャの移動ストロークをフィ
ードバック制御させるようにした。
In the pressure control controller 46 shown in FIG. 2, the stroke signal generator 50 sequentially increases the average value of the vibration stroke of the squeeze plunger along a curve of the moving stroke with respect to a predetermined time. Is set so that the movement stroke of the squeeze plunger is feedback-controlled by the generated signal from the stroke signal generator 50 and the actual movement stroke detection signal of the squeeze plunger detected by the stroke detector 59. .

【0039】また,圧力信号発生器49では,圧力が,
1秒間当りの振動サイクル数として決められる予め定め
ておいた振動数と,時間の経過に対する振動サイクル中
の最大値と最小値間の差の値または最大値とゼロの平均
値間の差の2倍の値として決められる予め定めておいた
振幅とで表わす平均値がゼロとなるように振動され,時
間経過に対して予め正負交互に現れるように振動スクイ
ズ圧力パターンまたは軌跡を設定しておき,この圧力信
号発生器からの発生信号と,圧力検出器45で検出した
溶湯に加わる実際の振動スクイズ圧力の検出値からその
検出圧力の平均値がゼロとなるように変換した振動スク
イズ圧力検出信号とにより振動スクイズ圧力をフィード
バック制御させる。
In the pressure signal generator 49, the pressure is
The predetermined number of vibrations, which is determined as the number of vibration cycles per second, and the difference between the maximum value and the minimum value or the difference between the maximum value and the average value of zero during the vibration cycle over time. The vibration squeeze pressure pattern or locus is set so that the average value expressed by a predetermined amplitude, which is determined as a doubled value, becomes zero, and positive and negative alternately appear over time. The generated signal from the pressure signal generator and the vibration squeeze pressure detection signal converted from the detection value of the actual vibration squeeze pressure applied to the molten metal detected by the pressure detector 45 so that the average value of the detected pressure becomes zero. The vibration squeeze pressure is feedback-controlled by.

【0040】図2に示した実施例では,まず,ダイカス
トマシン本体から充填完了の信号がリリーフバルブ33
に入力され,サーボバルブ15のラインがオンロードと
なる。最初の1周期の間,例えば,100Hzでは0.
01秒の間は,予め設定した適正な一定信号でサーボバ
ルブ15のスプールを開口して,油圧シリンダ43のピ
ストンロッド44と加圧ブロック42を前進させる。こ
の時,圧力検出器45でメタル加圧力を順次検出すると
ともに,ストローク検出器59で加圧ブロック42やピ
ストンロッド44の移動ストロークを順次検出する。
In the embodiment shown in FIG. 2, first, the relief valve 33 sends a signal indicating completion of filling from the die casting machine body.
To the on-line of the servo valve 15. During the first one cycle, for example 100 Hz, 0.
During 01 seconds, the spool of the servo valve 15 is opened by an appropriate preset constant signal to advance the piston rod 44 of the hydraulic cylinder 43 and the pressure block 42. At this time, the pressure detector 45 sequentially detects the metal pressing force, and the stroke detector 59 sequentially detects the movement stroke of the pressure block 42 and the piston rod 44.

【0041】1周期以降,現時点から1周期前までの間
を等間隔時間毎にサンプリングした10点のストローク
値を平均し,その平均値に現時点と1周期前のストロー
クの差の半分を加算した値と予め設定したストローク軌
跡との偏差量をストローク偏差検出器51で検出し,そ
れを受けて適正なゲインを付与した制御信号を求める。
これが,ストロークの平均移動距離を制御する信号とな
る。このことを図示すると,例えば,図3のようにな
る。ストロークSは時間tによって実線で示すように周
期的に変化するが,図3において,S1は現時点Aでの
ストローク,S2は1周期前のようなTとして示す一定
時間前Bでのストローク,S3はその間の平均ストロー
ク,S5は現時点AでのストロークS1と一定時間前B
でのストロークS2との差,S6はS5の半分の値,S
4はS3にS6を加算した値Xmとなり,これが現時点
Aでの平均ストロークとなる。なお,図中,2点鎖線M
は,平均的なストロークを示す。また,ストローク勾配
が変位振幅に比べて小さいときは,S6は無視すること
もできる。
After one cycle, the stroke values of 10 points sampled at regular intervals from the present time to the previous cycle are averaged, and half of the difference between the current stroke and the stroke one cycle before is added to the average value. The amount of deviation between the value and the preset stroke locus is detected by the stroke deviation detector 51, and the control signal with an appropriate gain is obtained in response to the detection.
This is the signal that controls the average travel distance of the stroke. This is illustrated in FIG. 3, for example. The stroke S changes periodically as indicated by the solid line with time t, but in FIG. 3, S1 is the stroke at the present time A, S2 is the stroke at a certain time before B indicated as T such as one cycle before, S3. Is the average stroke in the meantime, S5 is the stroke S1 at the present time A and B before a fixed time.
With stroke S2, S6 is half the value of S5, S6
4 is the value Xm obtained by adding S6 to S3, and this is the average stroke at the present time A. In the figure, the two-dot chain line M
Indicates an average stroke. When the stroke gradient is smaller than the displacement amplitude, S6 can be ignored.

【0042】次に,現時点から1周期前までの間を等間
隔時間毎に圧力検出器45でサンプリングした10点の
圧力値を平均し,その平均値を現時点の圧力値から引い
た値と,予め0を中心として意図した周期と圧力振幅を
持たせて設定した圧力軌跡との偏差量を圧力偏差検出部
28で検出し,それを受けて適正なゲインを付与した制
御信号を求める。これが,振動スクイズ圧力の圧力変動
幅を制御する信号となる。
Next, the pressure values at 10 points sampled by the pressure detector 45 at equal intervals from the present time to one cycle before are averaged, and a value obtained by subtracting the average value from the current pressure value, The pressure deviation detection unit 28 detects a deviation amount between a pressure locus set with an intended cycle and a pressure amplitude in advance with 0 as the center, and receives the deviation amount to obtain a control signal with an appropriate gain. This is the signal that controls the pressure fluctuation range of the vibration squeeze pressure.

【0043】この圧力変動幅の制御信号に,先に求めた
ストロークの平均移動距離の制御信号をフィードバック
制御器でもある加圧力制御コントローラ46内で加算
し,得られた出力信号でドライバ31を介してサーボバ
ルブ15のスプールの開口量を適正に制御し,図4にS
mとして示すように平均的に設定ストローク軌跡を追従
しながら,図5に示すように意図した圧力変動幅を実現
する。図4,図5中,横軸のtは時間(秒),Sはスト
ローク(mm),Pはスクイズ圧力(kg/cm 2 ),
Smax,Sminは個々におけるストロークの最大最
小部分,Pmax,Pminは個々における振動スクイ
ズ圧力の最大最小部分,Pmは振動スクイズ圧力の平均
値部分,Piは初期の非振動部分の最大圧力値でもある
振動スクイズ圧力の初期値,PA は圧力振幅を示す。
The control signal of this pressure fluctuation width was previously obtained.
Feedback control signal for average travel distance of stroke
Addition in the pressure control controller 46 which is also a controller
Then, the servo signal is output via the driver 31 using the obtained output signal.
The amount of opening of the spool of the lube 15 is properly controlled, and S is shown in FIG.
Follows the set stroke trajectory on average as shown by m
However, the intended pressure fluctuation range is realized as shown in Fig. 5.
I do. 4 and 5, t on the horizontal axis is time (seconds) and S is stroke.
Roke (mm) and P are squeeze pressure (kg / cm 2 ),
Smax and Smin are the maximum and minimum strokes
The small parts, Pmax and Pmin, are the vibration
The maximum and minimum part of the pressure, Pm is the average of the vibration squeeze pressure
The value part, Pi is also the maximum pressure value of the initial non-oscillating part
Initial value of vibration squeeze pressure, PA Indicates the pressure amplitude.

【0044】この場合,金型キャビティ40内に溶湯1
3が充填されたら,最初の例えば約1秒間は振動させず
にスクイズ圧力を所定の値まで上昇させ,その後,10
〜20秒間,振動スクイズ圧力を作用させるが,振動ス
クイズ圧力の平均値や最大最小値は,通常,図5に示す
ように,最初は少しずつ小さくなり,一定の時間が経過
した時点から上昇し始める。これは,振幅PA が一定に
なるようにしておけば,最初は溶湯がまだ液状になって
いるので,油圧シリンダ43のスクイズプランジャが振
動し,前進するのに,溶湯の抵抗が比較的に小さく,比
較的に動きやすく,ある程度時間が経過すると,溶湯の
固化が進んで溶湯の抵抗が次第に大きくなり,油圧シリ
ンダ43のスクイズプランジャが段々動きにくくなるか
らである。
In this case, the molten metal 1 is placed in the mold cavity 40.
When 3 is filled, the squeeze pressure is raised to a predetermined value without being vibrated for about 1 second, and then 10
The oscillating squeeze pressure is applied for ~ 20 seconds, but the average value and maximum / minimum value of the oscillating squeeze pressure usually gradually decrease at first and rise after a certain period of time, as shown in FIG. start. This is because if the amplitude P A is kept constant, the molten metal is still in the liquid state at the beginning, so that the squeeze plunger of the hydraulic cylinder 43 vibrates and moves forward, but the resistance of the molten metal is relatively large. This is because it is small and relatively easy to move, and after a certain amount of time elapses, solidification of the molten metal progresses, the resistance of the molten metal gradually increases, and the squeeze plunger of the hydraulic cylinder 43 gradually becomes difficult to move.

【0045】このフィードバック制御では,隣合ってい
る時点が短い時間間隔であるサンプリング時点で金型ま
たは液圧シリンダに取付けた圧力センサで実際のスクイ
ズ圧力を測定し,かつ,液圧シリンダに取付けたストロ
ークセンサで実際のプランジャストロークを測定し,現
在のサンプリング時点までの比較的に長い時間間隔の間
に検知した圧力値を用いて加圧力変動幅演算器47にお
ける第1の式に従って演算した圧力値,すなわち,現在
のサンプリング時点で検知した実際のスクイズ圧力と現
在のサンプリング時点での実際の振動スクイズ圧力の仮
の平均値間の差と,現在のサンプリング時点の圧力信号
発生器49で予め定めておいた振動衝撃圧力パターンか
ら得られる振動衝撃圧力値間の第1の偏差を圧力偏差検
出器28で演算し,また,現在のサンプリング時点まで
の比較的に長い時間間隔の間に検知したストローク値を
用いて平均移動ストローク演算器48における第2の式
に従って演算した値,すなわち,現在のサンプリング時
点の実際の振動ストロークの仮の平均値と,現在のサン
プリング時点のストローク信号発生器50で予め定めて
おいた非振動ストローク軌跡から得られるストローク値
間の第2の偏差をストローク偏差検出器51で演算し,
この第1の偏差と第2の偏差をそれぞれ第1と第2制御
信号に換算するために第1の偏差と第2の偏差にゲイン
設定器30,52で適当なゲインを加え,第2制御信号
に第1制御信号をゲイン加算器53で加えて第3制御信
号を発生させ,第3制御信号に従って液圧シリンダ43
に作用させる圧力を制御する。
In this feedback control, the actual squeeze pressure is measured by the pressure sensor attached to the mold or the hydraulic cylinder at the sampling time when adjacent time points are short time intervals, and the feedback sensor is attached to the hydraulic cylinder. Pressure value calculated according to the first formula in the pressurization force fluctuation width calculator 47 by using the pressure value detected during the relatively long time interval until the current sampling time by measuring the actual plunger stroke with the stroke sensor. That is, the difference between the tentative average value of the actual squeeze pressure detected at the current sampling time and the actual vibration squeeze pressure at the current sampling time, and the pressure signal generator 49 at the current sampling time predetermine the difference. The pressure deviation detector 28 calculates the first deviation between the vibration shock pressure values obtained from the set vibration shock pressure pattern. In addition, the value calculated by the second equation in the average moving stroke calculator 48 using the stroke value detected during a relatively long time interval up to the current sampling time, that is, the actual vibration at the current sampling time. The stroke deviation detector 51 calculates a second deviation between the tentative average value of the stroke and the stroke value obtained from the non-vibrating stroke locus predetermined by the stroke signal generator 50 at the current sampling time,
In order to convert the first deviation and the second deviation into the first and second control signals, an appropriate gain is added to the first deviation and the second deviation by the gain setters 30 and 52, and the second control is performed. The first control signal is added to the signal by the gain adder 53 to generate the third control signal, and the hydraulic cylinder 43 is generated according to the third control signal.
Controls the pressure exerted on.

【0046】本発明を実施する場合,鋳込む合金の種類
や鋳込製品の形状,寸法,鋳込条件の違いにより,メタ
ル加圧力の最良の高圧力,低圧力,圧力変動振幅,圧力
変動周波数等は幾分異なる。ただ,波状的に加えるメタ
ル加圧力の圧力変動振幅幅等,一定値を越えるものでな
ければならないことが,今までの実験結果でわかってい
る。
When the present invention is carried out, depending on the type of alloy to be cast, the shape and size of the cast product, and the casting conditions, the best high metal pressure, low pressure, pressure fluctuation amplitude, pressure fluctuation frequency. Etc. are somewhat different. However, the experimental results to date have shown that the pressure fluctuation amplitude range of the metal pressure applied in a wavy manner must exceed a certain value.

【0047】例えば,7×××系合金のように,溶質元
素が少なく,柱状晶が成長しやすい合金では,プラスマ
イナス100kg/cm2 以上の圧力変動幅が必要であ
り,AC7A,MC2等のように,もともと等軸晶が生
成しやすい合金に関しては,例えば,MC2では,プラ
スマイナス40kg/cm2 程度,AC7Aでは,プラ
スマイナス20kg/cm2 程度の圧力変動幅で効果が
ある。しかし,MC2等のように固相の高温強度が極め
て低い合金に関しては,大き過ぎる圧力変動,例えば,
MC2の場合,プラスマイナス100kg/cm2 以上
の圧力変動を加えると,逆に,熱間割れを発生させる原
因となりやすい。このように,溶湯に圧力を波状的に加
えるときは,その圧力の変動幅等を,経験や実験結果に
基づいて,適宜な値になるように制御する必要がある。
For example, an alloy with few solute elements and in which columnar crystals are likely to grow, such as a 7xxx alloy, requires a pressure fluctuation range of plus or minus 100 kg / cm 2 or more, such as AC7A or MC2. As described above, with respect to an alloy that is likely to form equiaxed crystals, a pressure fluctuation range of about ± 40 kg / cm 2 for MC2 and about ± 20 kg / cm 2 for AC7A is effective. However, for alloys such as MC2, etc., where the high temperature strength of the solid phase is extremely low, excessive pressure fluctuations, for example,
In the case of MC2, if pressure fluctuation of plus or minus 100 kg / cm 2 or more is applied, conversely, it tends to cause hot cracking. As described above, when the pressure is applied to the molten metal in a wavy manner, it is necessary to control the fluctuation range of the pressure so as to be an appropriate value based on experience and experimental results.

【0048】我々の実験結果によれば,メタル加圧力の
変動幅は,プラスマイナス10kg/cm2 以上なけれ
ば,AC7A,MC2等のように,もともと等軸晶が生
成しやすい合金でも,全く効果は認められない。確実に
効果を得るためには,AC7Aのように,非常に等軸晶
になり易い合金でも,20kg/cm2 以上が必要であ
る。勿論,メタル加圧力の変動幅の上限は,それぞれの
合金の高温強度に応じて熱間割れが発生しない程度,例
えば,MC2では,プラスマイナス100kg/cm2
以下というように,それぞれの合金で決めなければなら
ない。平均加圧力については,200kg/cm2 以上
必要だが,引け巣が発生し易い鋳造品では,400kg
/cm2 以上が好ましい。
According to our experimental results, if the fluctuation range of the metal pressing force is not more than ± 10 kg / cm 2 , it is completely effective even for alloys such as AC7A, MC2, etc. which are originally prone to equiaxed crystals. It is not allowed. In order to reliably obtain the effect, 20 kg / cm 2 or more is necessary even for an alloy such as AC7A which is likely to form equiaxed crystals. Of course, the upper limit of the fluctuation range of the metal pressing force is such that hot cracking does not occur depending on the high temperature strength of each alloy, for example, for MC2, plus or minus 100 kg / cm 2
It must be decided for each alloy as follows. An average pressure of 200 kg / cm 2 or more is required, but 400 kg is required for cast products that are susceptible to shrinkage cavities.
/ Cm 2 or more is preferable.

【0049】高圧鋳造では,鋳造圧力が,通常,500
kg/cm2 以上で良品質の鋳造品が得られるので,振
動スクイズ圧力は最大値が,通常,500kg/cm2
以上になるようにする。また,この最大値は,鋳造装置
の機械的耐久度や鋳造効果等を考慮して,通常は,10
00kg/cm2 以下程度とする。振動スクイズ圧力の
最低値は0〜300kg/cm2 とすることもできる。
In high pressure casting, the casting pressure is usually 500
Since a good quality cast product can be obtained at kg / cm 2 or more, the maximum value of the vibration squeeze pressure is usually 500 kg / cm 2
Try to be above. Also, this maximum value is usually 10 in consideration of the mechanical durability of the casting equipment and the casting effect.
It should be about 00 kg / cm 2 or less. The minimum value of the vibration squeeze pressure can be 0 to 300 kg / cm 2 .

【0050】圧力変動周波数については,0.5Hz以
下では全く効果は認められない。もともと等軸晶が生成
し易い合金では,2Hz以上でも効果は認められるが,
確実に効果を得るためには,5Hz以上が好ましい。ま
た1000Hz以上の周波数は必要なく,500Hzま
での周波数であれば,今まで実験した全ての合金で,何
らかの効果が認められた。しかし,500Hzの周波数
を実現するには,加圧装置が大容量となり,コスト面で
も問題があり,一般には,200Hz以下の周波数で良
い。このような好ましい条件にすれば,偏析が発生せ
ず,結晶遊離,樹枝状晶の溶断遊離が促進され,鋳造品
の全面に微細な等軸晶が生じ,品質改善が行われ,ま
た,熱間割れや引け巣も生じない。
With respect to the pressure fluctuation frequency, no effect is recognized at 0.5 Hz or less. Originally, in alloys that tend to form equiaxed crystals, the effect is observed at 2 Hz or higher,
To surely obtain the effect, 5 Hz or higher is preferable. Further, a frequency of 1000 Hz or higher is not necessary, and some effects have been recognized in all the alloys tested so far as long as the frequency is up to 500 Hz. However, in order to realize the frequency of 500 Hz, the pressurizing device has a large capacity, and there is a problem in terms of cost. Generally, a frequency of 200 Hz or less is sufficient. Under such preferable conditions, segregation does not occur, crystal liberation and fusing of dendrites are promoted, fine equiaxed grains are formed on the entire surface of the cast product, quality improvement is performed, and heat No cracks or shrinkage cavities occur.

【0051】以上のような実験結果,考察からして,本
発明においては,振動スクイズ圧力は,平均値が200
kg/cm2 以上で,振幅が20kg/cm2 またはプ
ラスマイナス10kg/cm2 以上,振動数が2〜50
0Hzとする。そして,好ましくは,初期の平均値が4
00kg/cm2 以上で,振幅が40〜1000kg/
cm2 またはプラスマイナス20〜500kg/cm
2 ,振動数が5〜200Hzが良い。なお,本発明にお
いては,振動スクイズ圧力パターンの予め定めておいた
振動数と振幅は,時間の経過に対して通常は一定とする
が,これは時間の函数として表わされるようにすること
もできる。
From the above experimental results and consideration, in the present invention, the vibration squeeze pressure has an average value of 200.
In kg / cm 2 or more, the amplitude 20 kg / cm 2 or ± 10 kg / cm 2 or more, the number of vibrations 2-50
0 Hz. And, preferably, the initial average value is 4
In 00kg / cm 2 or more, the amplitude 40~1000kg /
cm 2 or plus or minus 20 to 500 kg / cm
2 , good frequency is 5 ~ 200Hz. In the present invention, the predetermined frequency and amplitude of the vibration squeeze pressure pattern are normally constant over time, but this may be expressed as a function of time. .

【0052】図6は,図1に示す実施例において,機械
的な圧力検出装置45の代りに,油圧シリンダ43の油
圧力を検出する装置を用いた場合の例を示す。図6にお
いて,図1と同じ部分は,図1の符号と同じ符号で示
し,説明を省略する。図6において,81,81aは油
圧シリンダ43のヘッド側室とロッド側室内の油圧力を
検出する圧力センサであり,圧力センサ81,81aで
検出され,出力される圧力検出信号はそれぞれアンプ2
9,29a,A/D変換器56,56aを介して加圧力
演算器82に入力,演算され,圧力偏差検出器28に入
力され,ここで,圧力モデル部27からの設定信号との
間の偏差が検出され,スクイズ圧力をフィードバック制
御する。80はフィードバック制御器である。
FIG. 6 shows an example in which a device for detecting the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 43 is used instead of the mechanical pressure detecting device 45 in the embodiment shown in FIG. 6, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted. In FIG. 6, reference numerals 81 and 81a denote pressure sensors that detect the hydraulic pressures in the head side chamber and the rod side chamber of the hydraulic cylinder 43, and the pressure detection signals detected and output by the pressure sensors 81 and 81a are output by the amplifier 2 respectively.
9 and 29a, the A / D converters 56 and 56a, and the pressure force calculator 82 inputs and calculates the pressure deviation detector 28. Deviation is detected and squeeze pressure is feedback controlled. Reference numeral 80 is a feedback controller.

【0053】図5に示すように,初期の振動スクイズ圧
力の平均値を400kg/cm2 ,圧力振幅を390k
g/cm2 ,振動数を20Hzとして得られた鋳込製品
の組織を図7に示す。図7により,全面が微細な等晶軸
22になっていることがわかる。また,この時の金型表
面に近い部分での溶湯内の組織の変化状態を図9(a)
〜図9(c)に拡大して示す。まず,最初の高圧力作用
時には,溶湯13は金型36の表面に強く押付けられ,
図9(a)に示すように結晶24ができ始める。
As shown in FIG. 5, the initial value of the vibration squeeze pressure was 400 kg / cm 2 , and the pressure amplitude was 390 k.
FIG. 7 shows the structure of the cast product obtained at g / cm 2 and a frequency of 20 Hz. It can be seen from FIG. 7 that the entire surface has a fine crystallographic axis 22. In addition, the change state of the structure in the molten metal at the portion close to the mold surface at this time is shown in Fig. 9 (a).
9 is enlarged and shown in FIG. First, during the first high pressure action, the molten metal 13 is strongly pressed against the surface of the mold 36,
Crystals 24 start to be formed as shown in FIG.

【0054】次に,比較的に低い低圧力が作用したら,
溶湯13が金型36の表面に押付けられる力は,その分
だけ弱くなり,溶湯13から金型36への熱伝達の度合
もその分小さくなり,図9(b)に示すように,圧力変
動時に結晶24の溶断,遊離が起こる。したがって,次
に高圧力を作用させても,結晶24は,図9(c)に示
すように,溶断,遊離したままとなり,これらが核とな
り,凝固が進行する。その結果,高圧力と低圧力の速早
い繰返しにより,柱状晶が生じることはなく,全面が微
細な等軸晶22になる。そして,偏析が防止され,熱間
割れが防止され,結晶粒微細化による強度が向上する。
Next, if a relatively low pressure is applied,
The force with which the molten metal 13 is pressed against the surface of the mold 36 is weakened accordingly, and the degree of heat transfer from the molten metal 13 to the mold 36 is also reduced accordingly, resulting in pressure fluctuations as shown in FIG. 9 (b). Occasionally, the crystal 24 is melted and released. Therefore, even if a high pressure is applied next, as shown in FIG. 9C, the crystal 24 remains melted and released, and these become nuclei, and solidification proceeds. As a result, columnar crystals do not occur due to rapid repetition of high pressure and low pressure, and fine equiaxed crystals 22 are formed on the entire surface. Then, segregation is prevented, hot cracking is prevented, and strength is improved by refining crystal grains.

【0055】これに対して,従来の方法で,例えば,図
11に示すように,600kg/cm2 の一定のメタル
加圧力Pを20秒間かけ続けて鋳造した場合は,得られ
た鋳造製品の組織は,図8に示すようにあらわれた。図
8においては,表面に柱状晶23があらわれ,内部に等
軸晶22があらわれている。なお,合金成分,注湯温
度,金型温度,および,使用した金型36,37等は,
図5のときの条件と同じにした。
On the other hand, in the conventional method, for example, as shown in FIG. 11, when a constant metal pressure P of 600 kg / cm 2 was continuously applied for 20 seconds, the obtained cast product was The organization appeared as shown in FIG. In FIG. 8, columnar crystals 23 appear on the surface and equiaxed crystals 22 appear inside. In addition, alloy composition, pouring temperature, mold temperature, and used molds 36, 37, etc.
The conditions were the same as in FIG.

【0056】なお,一定加圧を行った時の金型表面に近
い部分での溶湯内の組織の変化状態を図10(a)〜図
10(c)に示す。この時は,常に一定な力が作用し,
かつ,溶湯13から金型36への熱伝達の度合も大きな
ままであり,前記[0005]〜[0009]項で説明
したように,偏析が生じ,柱状晶23が全面に現われ
る。
10 (a) to 10 (c) show the change state of the structure in the molten metal in the portion close to the surface of the mold when a constant pressure is applied. At this time, a constant force always acts,
In addition, the degree of heat transfer from the molten metal 13 to the mold 36 remains large, and segregation occurs and columnar crystals 23 appear on the entire surface, as described in the above paragraphs [0005] to [0009].

【0057】なお,本発明においては,圧力信号発生器
49における設定値の選択の仕方によっては,例えば,
図12に示すように,振動スクイズ圧力でもあるメタル
加圧力Pの平均値や最大最小値が時間の経過に対して常
に一定になるようにすることもできる。
In the present invention, depending on how to select the set value in the pressure signal generator 49, for example,
As shown in FIG. 12, the average value or maximum / minimum value of the metal pressing force P, which is also the vibration squeeze pressure, can be made constant over time.

【0058】図14は,本発明の他の実施例を示すもの
で,本発明による振動スクイズ圧力でもあるメタル加圧
力をキャビティ40内の溶湯13に作用させる部分加圧
ピン75を金型36,37の分割面部に取付けたもので
あり,部分加圧ピン75の中に軸心に沿ってヒートパイ
プ76を植込んだ例を示す。77は部分加圧ピン75内
の冷却水用通路であり,鋳込製品の厚肉部を効率良く冷
却するために用いる。圧力検出装置45は金型キャビテ
ィ40の面部に取付けた。
FIG. 14 shows another embodiment of the present invention, in which the partial pressurizing pin 75 for applying the metal pressing force, which is also the vibrating squeeze pressure according to the present invention, to the molten metal 13 in the cavity 40 is used for the mold 36, It is attached to the divided surface portion of 37 and shows an example in which a heat pipe 76 is embedded in the partial pressure pin 75 along the axis. Reference numeral 77 denotes a cooling water passage in the partial pressurizing pin 75, which is used to efficiently cool the thick portion of the cast product. The pressure detection device 45 was attached to the surface of the mold cavity 40.

【0059】なお,前記した実施例においては,キャビ
ティ内の溶湯に加圧力を加えるために,キャビティ内の
溶湯に直接接触している金型の一部またはその金型の一
部に突出可能に設けた可動部材を,油圧シリンダの油圧
力を制御することによって前進させる場合に,金型の一
部またはその金型の一部に突出可能に設けた可動部材を
1個だけ用いた例を示したが,これは複数個用いること
もできる。その場合は,複数個用いた可動部材に,それ
ぞれ同じ圧力変動幅と圧力変動周波数からなるメタル加
圧力を溶湯に作用させるようにしても良いし,互いに異
なる圧力変動幅ないしは圧力変動周波数からなるメタル
加圧力を溶湯に作用させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, in order to apply a pressing force to the molten metal in the cavity, it is possible to project into a part of the mold which is in direct contact with the molten metal in the cavity or a part of the mold. An example of using only one movable member that can be projected in a part of the mold or a part of the mold when the provided movable member is moved forward by controlling the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is shown. However, it is also possible to use a plurality of them. In that case, a plurality of movable members may be applied with a metal pressure having the same pressure fluctuation width and the same pressure fluctuation frequency to the molten metal, or a metal having different pressure fluctuation widths or pressure fluctuation frequencies may be applied. You may make it apply a pressing force to a molten metal.

【0060】図15に,図1,図2,図14に示した圧
力検出装置45の1実施例を詳細に示す。図15におい
て,36は金型の一部,40はキャビティ,74は金型
36のキャビティ40側の表面の一部に設けた比較的に
薄い円形状の撓み板部であり,撓み板部74の後方に
は,少し深い穴65が後側から設けられている。撓み板
部74の中央部の裏側には,丸棒状の撓み量伝達棒66
の先端を接しさせて配し,撓み量伝達棒66の後端面に
薄い円形状の撓み量計測板67を押付けた状態で配し
た。撓み板部74の中央部裏面に接している撓み量伝達
棒66の先端中央部66aは,球面状や断面円錐台状や
尖った形状等のように中央部が先細形状になるようにし
た。
FIG. 15 shows in detail one embodiment of the pressure detecting device 45 shown in FIGS. 1, 2 and 14. In FIG. 15, 36 is a part of the mold, 40 is a cavity, and 74 is a relatively thin circular flexure plate portion provided on a part of the surface of the mold 36 on the cavity 40 side. A slightly deeper hole 65 is provided from the rear side of the rear side. A round bar-shaped bending amount transmission rod 66 is provided on the back side of the central portion of the bending plate portion 74.
The thin circular flexure amount measuring plate 67 is pressed against the rear end face of the flexure amount transmitting rod 66. The tip central portion 66a of the deflection amount transmitting rod 66, which is in contact with the rear surface of the central portion of the flexible plate portion 74, has a tapered central portion such as a spherical shape, a truncated cone shape, or a pointed shape.

【0061】先端中央部66aを先細形状にしておけ
ば,撓み板部74に偏荷重が作用した場合でも,撓み量
伝達棒66の先端中央部が常に撓み板部74の中央部の
第1の薄板部74aの裏面に接していることになり,荷
重が撓み量伝達棒66に常に正しく伝わり,その結果,
常に正しい圧力値を求めることができる。穴65の中に
は,中央に撓み量伝達棒66をブッシュ68を介して摺
動自在に貫通したブロック61を装入し,ブロック61
は,その外周に近いリング状の凸部64の先端面を撓み
板部74の外周側の第2の薄板部74bの裏面に接触さ
せた状態で,ねじ69によって,金型36の後側に取付
けた。ブロック61の中央部の先端面と撓み板部74の
後面との間には幾分空間部があり,撓み板部74が撓み
得るようになっている。
If the tip central portion 66a is tapered, the tip central portion of the bending amount transmitting rod 66 is always the first portion of the central portion of the bending plate portion 74 even when an eccentric load is applied to the bending plate portion 74. Since it comes into contact with the back surface of the thin plate portion 74a, the load is always correctly transmitted to the deflection amount transmission rod 66, and as a result,
The correct pressure value can always be obtained. Into the hole 65, a block 61 is inserted, in which a bending amount transmission rod 66 is slidably penetrated through a bush 68 in the center, and the block 61 is inserted.
Is brought into contact with the rear surface of the second thin plate portion 74b on the outer peripheral side of the flexible plate portion 74 with the tip end surface of the ring-shaped convex portion 64 close to the outer periphery thereof by the screw 69 to the rear side of the mold 36. I installed it. There is some space between the front end surface of the central portion of the block 61 and the rear surface of the flexible plate portion 74 so that the flexible plate portion 74 can bend.

【0062】ブロック61の中央部後端側には円形穴7
0を設け,円形穴70の中には,撓み量計測板67の外
周部を押えておくための円筒状の押え部材71を,ねじ
72によって取付け,押え部材71の作用で,撓み量計
測板67の中央部を撓み量伝達棒66の後端面に所定の
力で押付けておくようにした。ここで,ブロック61や
押え部材71は,撓み量計測板67の外周部を支持して
おくための金型36に取付けた保持具を構成している。
撓み量計測板67の裏面には市販の歪ゲージ73がはり
付けられており,歪ゲージ73は,図示していない歪量
計測器本体に連結されている。
A circular hole 7 is provided on the rear end side of the central portion of the block 61.
0 is provided, and a cylindrical holding member 71 for holding the outer peripheral portion of the bending amount measuring plate 67 is attached by a screw 72 in the circular hole 70, and the bending amount measuring plate is operated by the pressing member 71. The central portion of 67 is pressed against the rear end surface of the deflection transmission rod 66 with a predetermined force. Here, the block 61 and the pressing member 71 constitute a holder attached to the mold 36 for supporting the outer peripheral portion of the deflection amount measuring plate 67.
A commercially available strain gauge 73 is attached to the back surface of the flexure amount measuring plate 67, and the strain gauge 73 is connected to a strain amount measuring device main body (not shown).

【0063】金型キャビティ40内の溶湯13の圧力の
作用により,撓み板部74が撓み,それに応じて,撓み
量伝達棒66を介して後方の撓み量計測板67が撓み,
その撓み量を歪ゲージ73で計測する。勿論,溶湯の圧
力が変動した場合は,その変動状態を逐次検知する。こ
の装置においては,撓み板部74が撓み量伝達棒66を
介して撓み量計測板67に繋がっているので,撓み量計
測板67の歪量は,圧力の大きさに比例して撓む撓み板
部74の歪量と対応している。そして,撓み板部74の
厚みやブロック61と押え部材71の内径の大きさ等を
考慮して,撓み量計測板67の歪量から撓み板部74に
作用した圧力を換算して常にすぐに正確に求めることが
できる。換算して得た圧力は,フィードバック制御信号
として出力することができる。また,数値として表示し
たり,グラフに表示したりして,その圧力変動状態を知
ることができる。そして,たとえ小さな圧力変動しか加
わらなくても圧力を計測できる。
Due to the action of the pressure of the molten metal 13 in the mold cavity 40, the bending plate portion 74 is bent, and accordingly, the bending amount measuring plate 67 on the rear side is bent via the bending amount transmitting rod 66,
The amount of bending is measured by the strain gauge 73. Of course, when the pressure of the molten metal fluctuates, the fluctuation state is sequentially detected. In this device, since the bending plate portion 74 is connected to the bending amount measuring plate 67 via the bending amount transmitting rod 66, the amount of strain of the bending amount measuring plate 67 bends in proportion to the magnitude of pressure. It corresponds to the amount of distortion of the plate portion 74. Then, in consideration of the thickness of the flexible plate portion 74, the sizes of the inner diameters of the block 61 and the pressing member 71, etc., the pressure acting on the flexible plate portion 74 is always converted immediately from the strain amount of the flexible amount measuring plate 67. Can be accurately determined. The converted pressure can be output as a feedback control signal. Also, the pressure fluctuation state can be known by displaying it as a numerical value or displaying it on a graph. The pressure can be measured even if only small pressure fluctuations are applied.

【0064】図16および図17,図18は,圧力検出
装置45の他のそれぞれ異なる実施例を示す。図16に
おいて,37は可動金型または可動金型37にはめ込ん
だ入れ子,40は金型キャビティ,61aは金型37の
キャビティ40側の表面の一部に後側からはめ込んだブ
ロック,74cはブロック61aのキャビティ40側の
表面の一部にはめ込んで設けた比較的に薄い円形状の撓
み板部であり,撓み板部74cの後方には,比較的に深
い穴65aが後側から段状に設けられている。なお,撓
み板部74cには大きな力はキャビティ40側からしか
作用しないので,金型37から抜けることはない。
FIGS. 16, 17, and 18 show other different embodiments of the pressure detecting device 45. In FIG. 16, 37 is a movable mold or a nest fitted in the movable mold 37, 40 is a mold cavity, 61a is a block fitted into a part of the cavity 40 side surface of the mold 37 from the rear side, and 74c is a block. 61a is a relatively thin circular flexible plate portion that is provided by being fitted in a part of the surface of the cavity 40 side, and a relatively deep hole 65a is formed stepwise from the rear side behind the flexible plate portion 74c. It is provided. Since a large force acts on the flexible plate portion 74c only from the cavity 40 side, the flexible plate portion 74c will not come off from the mold 37.

【0065】撓み板部74cの中央部の裏側には,丸棒
状の撓み量伝達棒66bの先端を接しさせて配し,撓み
量伝達棒66bの後端面に比較的に薄い平板円形状で鉄
板製の撓み量計測板67aの中央部を押付けた状態また
は当接した状態で配した。なお,撓み量伝達棒66bの
熱膨張により撓み量計測板67aとの接触点や計測0点
が微妙にシフトすることを考慮し,撓み量伝達棒66b
は,熱膨張係数,温度伝導率がともに小さい材質,例え
ばSi34 で製作した。撓み量伝達棒66bは,全長
にわたって同一断面にせず,ブロック61a内の両端に
近い部分のみに大径部を設け,他は小径部とし,この大
径部のみをブロック61aの穴61bの内面に摺動自在
に設けて,摺動抵抗が小さくなるようにした。
On the back side of the central portion of the bending plate portion 74c, the tip of a round bar-shaped bending amount transmitting rod 66b is placed in contact with it, and a relatively thin flat plate-shaped iron plate is formed on the rear end surface of the bending amount transmitting rod 66b. The central portion of the flexure amount measuring plate 67a manufactured is arranged in a pressed or abutted state. It should be noted that, considering that the contact point with the deflection amount measuring plate 67a and the measurement 0 point are delicately shifted due to the thermal expansion of the deflection amount transmitting rod 66b.
Is made of a material having a small coefficient of thermal expansion and a low thermal conductivity, for example, Si 3 N 4 . The deflection amount transmission rod 66b does not have the same cross section over the entire length, and has a large-diameter portion only in the portions close to both ends in the block 61a, and the other has a small-diameter portion, and only this large-diameter portion is provided on the inner surface of the hole 61b of the block 61a. It is slidable so that sliding resistance is reduced.

【0066】穴65aの中には,段付円筒状のブロック
61aを装入し,ブロック61aは,その先端面外周部
分を撓み板部74cの裏面外周部分に接触させた状態
で,ボルト82によって,金型37の後側に取付けた。
撓み板部74cには,撓みやすいように,裏面からリン
グ状の溝74dを設け,中央部には円形状の比較的に厚
い部分74eを設けた。ただし,この比較的に厚い部分
74eは裏面がブロック61aに接触しないように構成
した。このような形状にしたのは,撓み板部74cが微
動して溶湯に作用する圧力変化を良好に計測しやすいよ
うにしたためである。
A stepped cylindrical block 61a is inserted into the hole 65a, and the block 61a is bolted by a bolt 82 in a state where the outer peripheral portion of the front end surface of the block 61a is in contact with the outer peripheral portion of the back surface of the flexible plate portion 74c. , Was attached to the rear side of the mold 37.
A ring-shaped groove 74d is provided from the back surface of the flexible plate portion 74c so as to be easily bent, and a circular relatively thick portion 74e is provided in the central portion. However, the relatively thick portion 74e is configured so that the back surface does not contact the block 61a. The reason why such a shape is adopted is that the flexible plate portion 74c is allowed to finely move and the pressure change acting on the molten metal can be easily measured well.

【0067】ブロック61aの軸心中央部には,撓み量
伝達棒66bを軸線方向に摺動自在にガイドした細い穴
61bを設けた。そして,撓み量伝達棒66bの位置が
ずれることはなく,撓み量伝達棒66bの先端部が常に
撓み板部74cの厚い部分74eの中心位置に当接して
いるようにした。撓み量伝達棒66bの先端部は球面状
にし,撓み板部74cに力が偏心して加わっても,この
先端部が常に一点になるようにした。一方,撓み量伝達
棒66bの後端部は円錐状または球面状にし,同様に点
接触を保つようにした。
A thin hole 61b is provided at the center of the shaft center of the block 61a to guide the deflection amount transmitting rod 66b so as to be slidable in the axial direction. The position of the bending amount transmitting rod 66b is not displaced, and the tip of the bending amount transmitting rod 66b is always in contact with the center position of the thick portion 74e of the bending plate portion 74c. The tip portion of the bending amount transmitting rod 66b is formed in a spherical shape so that even if a force is eccentrically applied to the bending plate portion 74c, the tip portion is always one point. On the other hand, the rear end portion of the flexure amount transmission rod 66b is formed into a conical shape or a spherical shape so that point contact is similarly maintained.

【0068】ブロック61aの中央部に設けた比較的に
大きな円形状の穴83の後端部には,保持板84をボル
トで固定し,穴83の中において,撓み量計測板67a
と保持板84の間には撓み量計測板67aの外縁部裏面
を支持した圧縮ばね85を設け,撓み量計測板67aが
ブロック61aに当接しないようにして,圧縮ばね85
で撓み量計測板67aを若干押付けた状態にしておく。
この圧縮ばね85は,撓み量計測板67aを後側から撓
み量伝達棒66bに軽く押付けるか当接させて所定の位
置に位置させておき,撓み量伝達棒66bの伸びによっ
て軸線方向に伸びるものであれば,他の部材や装置,例
えば,耐熱硬質ゴム等の弾性部材やシリンダ等に置き替
えることもできる。
At the rear end of the relatively large circular hole 83 provided in the center of the block 61a, a holding plate 84 is fixed with a bolt, and the bending amount measuring plate 67a is placed in the hole 83.
A compression spring 85 that supports the back surface of the outer edge of the flexure amount measuring plate 67a is provided between the holding plate 84 and the holding plate 84 to prevent the flexure amount measuring plate 67a from contacting the block 61a.
The flexure amount measuring plate 67a is slightly pressed.
This compression spring 85 is pressed in contact with the deflection amount measuring plate 67a from the rear side or is brought into contact with the deflection amount transmitting rod 66b to be positioned at a predetermined position, and is extended in the axial direction by the extension of the deflection amount transmitting rod 66b. Any other member or device, for example, an elastic member such as heat resistant hard rubber or a cylinder can be replaced.

【0069】鉄板からなる撓み量計測板67aの後側の
中央部には,撓み量計測板67aから少し離して,市販
の渦電流式の高温用変位センサ86を設け,渦電流の変
化ないしは出力電圧の変化を測定することにより,撓み
量計測板67aの微妙な変位を計測し得るようにした。
87は保持板84と一体に設けた円筒部であり,円筒部
87周囲の例えば3〜4箇所に,変位センサ86の横方
向位置を微調整するための調整ボトル88を設けた。
A commercially available eddy current type high temperature displacement sensor 86 is provided in the central portion on the rear side of the flexure amount measuring plate 67a made of an iron plate, a little away from the flexure amount measuring plate 67a, to change or output the eddy current. By measuring the change in voltage, the subtle displacement of the flexure amount measuring plate 67a can be measured.
Reference numeral 87 denotes a cylindrical portion provided integrally with the holding plate 84, and adjustment bottles 88 for finely adjusting the lateral position of the displacement sensor 86 are provided at, for example, 3 to 4 positions around the cylindrical portion 87.

【0070】変位センサ86は,図示していない歪量計
測器本体に連結されている。この装置においては,撓み
板部74cが撓み量伝達棒66bを介して撓み量計測板
67aに繋がっているので,撓み量計測板67aの歪量
は,圧力の大きさに比例して撓む撓み板部74cの歪量
と対応している。そして,撓み板部74cの厚み,形
状,寸法や,撓み量計測板67aの寸法等を考慮して,
撓み量計測板67aの歪量から撓み板部74cに作用し
た圧力を換算して常にすぐに正確に求めることができ
る。換算して得た圧力は,数値として表示したり,グラ
フでモニタに表示したりして,その圧力変動状態を知る
ことができる。
The displacement sensor 86 is connected to a strain amount measuring device main body (not shown). In this device, since the bending plate portion 74c is connected to the bending amount measuring plate 67a via the bending amount transmitting rod 66b, the amount of strain of the bending amount measuring plate 67a bends in proportion to the magnitude of pressure. It corresponds to the amount of distortion of the plate portion 74c. Then, in consideration of the thickness, shape and size of the bending plate portion 74c and the size of the bending amount measuring plate 67a,
The pressure acting on the bending plate portion 74c can be converted from the amount of strain of the bending amount measuring plate 67a to be always immediately and accurately obtained. The pressure obtained by the conversion can be displayed as a numerical value or can be displayed on a monitor in a graph to know the pressure fluctuation state.

【0071】図17および図17のA−A線拡大図であ
る図18に示す実施例は,図15に示した実施例と撓み
量計測板67と歪ゲージ74の取付方法が異なるので,
この異なる部分についてのみ説明する。ブロック61の
中央後端側の円形穴70内の押え部材71には,その内
部を上下方向に貫通した断面凸状の穴88を設けた。ま
た,突起状の穴88aのない側の押え部材71は,その
一部を一定幅で切削して高さを低く加工した。
Since the embodiment shown in FIG. 17 and FIG. 18 which is an enlarged view of the line AA of FIG. 17 is different from the embodiment shown in FIG. 15 in the mounting method of the deflection amount measuring plate 67 and the strain gauge 74,
Only this different part will be described. The pressing member 71 in the circular hole 70 on the rear end side of the center of the block 61 is provided with a hole 88 having a convex cross section that penetrates the inside in the vertical direction. Further, the pressing member 71 on the side having no projecting hole 88a was cut to a certain width to reduce the height.

【0072】この加工した面に,平板状の撓み量計測板
67cの一端側を,押え板とボルト89で片持状に固定
した。撓み量計測板67cの先端部は突起状の穴88a
の中まで伸びており,この先端部の側面は穴88aの内
面に接触しないようにして,自由に上下動し得るように
設けた。なお,ここで,ブロック61,押え部材71,
ボルト89等は,撓み量計測板67cの一端部を片持支
持しておくための金型36に取付けた保持具を構成して
いる。
One end of a flat plate-shaped flexure amount measuring plate 67c was cantilevered to the machined surface with a holding plate and a bolt 89. The tip of the flexure amount measuring plate 67c has a projecting hole 88a.
The side surface of the tip portion is provided so as to freely move up and down so as not to contact the inner surface of the hole 88a. In addition, here, the block 61, the pressing member 71,
The bolts 89 and the like constitute a holder attached to the mold 36 for cantilever supporting one end of the deflection amount measuring plate 67c.

【0073】撓み量計測板67cの裏面の根本側には市
販の歪ゲージ73aがはり付けられており,歪ゲージ7
3aは,図示していない歪量計測器本体に連結されてい
る。この装置においては,撓み板部74が撓み量伝達棒
66を介して撓み量計測板67cに繋がっているので,
撓み量計測板67cの歪量は,圧力の大きさに比例して
撓む撓み板部74の歪量と対応している。そして,撓み
板部74の厚みやブロック61と押え部材71の内径の
大きさ,撓み量伝達棒66の後端部と撓み量計測板67
cの当接位置から撓み量計測板67cの根本部までの距
離,撓み量計測板の寸法等を考慮して,撓み量計測板6
7cの歪量から撓み板部74に作用した圧力を換算して
常にすぐに正確に求めることができる。換算して得た圧
力は,数値として表示したり,グラフでモニタに表示し
たりして,その圧力変動状態を知ることができる。
A commercially available strain gauge 73a is attached to the bottom side of the back surface of the deflection amount measuring plate 67c.
3a is connected to a strain amount measuring device main body (not shown). In this device, since the bending plate portion 74 is connected to the bending amount measuring plate 67c via the bending amount transmitting rod 66,
The strain amount of the bending amount measuring plate 67c corresponds to the strain amount of the bending plate portion 74 that bends in proportion to the magnitude of the pressure. The thickness of the bending plate portion 74, the inner diameters of the block 61 and the pressing member 71, the rear end portion of the bending amount transmission rod 66, and the bending amount measuring plate 67.
In consideration of the distance from the contact position of c to the root of the deflection amount measurement plate 67c, the dimensions of the deflection amount measurement plate, etc., the deflection amount measurement plate 6
The pressure acting on the flexible plate portion 74 can be converted from the strain amount of 7c and can be immediately and accurately obtained. The pressure obtained by the conversion can be displayed as a numerical value or can be displayed on a monitor in a graph to know the pressure fluctuation state.

【0074】撓み量計測板67cの先端側の裏面には,
温度補償用の歪ゲージ73bをはり付けた。片持支持し
ている撓み量計測板67cにおいては,撓み量伝達棒6
6が当接している点よりも先端側は,撓み量伝達棒66
で押されても変形しない無変形部分となっているので,
ここでの歪は,温度変化によって撓み量計測板67cが
伸び縮みすることによる歪のみである。したがって,温
度補償用の歪ゲージ73bで計測した歪に基づいて,演
算により温度変化を求めたり,金型内圧力を演算で求め
る際に温度補償をして,金型内圧力をより正確に求める
ことができる。
On the back surface on the tip side of the deflection amount measuring plate 67c,
A strain gauge 73b for temperature compensation was attached. In the cantilevered flexure amount measurement plate 67c, the flexure amount transmission rod 6 is used.
The deflection amount transmitting rod 66
Since it is a non-deformable part that does not deform even if pressed with,
The strain here is only the strain caused by the bending amount measuring plate 67c expanding and contracting due to the temperature change. Therefore, based on the strain measured by the temperature compensating strain gauge 73b, the temperature change is obtained by calculation, or the temperature inside the mold is compensated when calculating the pressure inside the mold, and the pressure inside the mold is obtained more accurately. be able to.

【0075】歪ゲージ73aまたは,歪ゲージ73aと
温度補償用歪ゲージ73bに発生した歪を求める場合
は,公知のホイートストンブリッジ回路を用い,電気抵
抗の変化としてとらえて行う。このホイートストンブリ
ッジ回路を用いれば,歪ゲージが複数個の場合でも応用
できる。歪ゲージ73aを例えば2個用いる場合は,撓
み量計測板67cに並べてはったり,表裏の両面にはっ
たりすることができる。
When the strain generated in the strain gauge 73a or in the strain gauge 73a and the temperature compensating strain gauge 73b is obtained, a well-known Wheatstone bridge circuit is used and it is recognized as a change in electric resistance. If this Wheatstone bridge circuit is used, it can be applied even if there are multiple strain gauges. For example, when two strain gauges 73a are used, they can be arranged on the deflection amount measuring plate 67c or can be placed on both front and back surfaces.

【0076】温度補償用歪ゲージ73bの場合も,温度
変化によって生じた抵抗値の変化量を検知して行う。こ
の場合,この温度補償用歪ゲージ73bはダミーゲージ
としての役割をし,加圧力による歪は拾わない。この場
合は,公知のアクティブ・ダミー法と呼ばれているブリ
ッジ回路を用いることができる。なお,前記実施例にお
いては,歪ゲージ73a,73bを撓み量計測板67c
の裏面にはりつけた例を示したが,これは撓み量計測板
67cの表面にはりつけておくこともできる。
Also in the case of the temperature compensating strain gauge 73b, the change amount of the resistance value caused by the temperature change is detected. In this case, the temperature compensating strain gauge 73b functions as a dummy gauge, and strain due to the applied pressure is not picked up. In this case, a bridge circuit known as an active dummy method can be used. It should be noted that in the above-described embodiment, the strain gauges 73a and 73b are connected to the deflection amount measuring plate 67c.
Although an example in which it is attached to the back surface of the above is shown, this can also be attached to the front surface of the deflection amount measuring plate 67c.

【0077】図19,図20は本発明の方法を実施する
ための装置の他の実施例を示すもので,図19は横型締
竪鋳込型ダイカストマシンの鋳込部分の縦断面図,図2
0は図19のB−B線断面図である。図19,図20に
おいて,36は固定金型,37は水平方向に開閉する可
動金型,38は固定金型36と可動金型37の分割面部
の下端部において,下方より垂直状態で当接させ,下方
に離脱可能に設けた射出スリーブである。
FIGS. 19 and 20 show another embodiment of the apparatus for carrying out the method of the present invention. FIG. 19 is a vertical sectional view of a casting portion of a horizontal vertical vertical casting die casting machine. Two
Reference numeral 0 is a sectional view taken along the line BB of FIG. In FIG. 19 and FIG. 20, 36 is a fixed mold, 37 is a movable mold that opens and closes in the horizontal direction, 38 is the lower end of the dividing surface part of the fixed mold 36 and the movable mold 37, and is contacted vertically from below. The injection sleeve is detachably provided below.

【0078】射出スリーブ38の中には,射出プランジ
ャ39aの先端部に取付けているプランジャチップ39
を軸線方向に摺動自在に設けた。これら射出スリーブ3
8,および,射出プランジャ39aとプランジャチップ
39は,それぞれ別個の油圧シリンダによって上下動さ
せ得るようにしてある。また,射出スリーブ38は金型
36,37から下方に離した後は,溶湯を供給しやすく
するために,横方向に傾転可能に設けた。
In the injection sleeve 38, there is a plunger tip 39 attached to the tip of the injection plunger 39a.
Is provided slidably in the axial direction. These injection sleeves 3
8 and the injection plunger 39a and the plunger tip 39 can be moved up and down by separate hydraulic cylinders. Further, the injection sleeve 38 is provided so as to be tiltable in the lateral direction in order to facilitate the supply of the molten metal after being separated from the molds 36 and 37 downward.

【0079】固定金型36と可動金型37の分割面部の
下方には,射出スリーブ38の内径と同一の内径を有す
る穴94が設けられており,穴94の上端中央部には,
比較的に広いゲート41が設けられている。ゲート41
の上方は,溶湯が鋳込まれて射出製品ができる金型キャ
ビティ40に続いている。可動金型37内のゲート41
に面した部分には,溶湯加圧用の加圧ブロック42が横
方向に移動自在に設けられており,加圧ブロック42の
先端面がゲート41に対して出し入れ可能に設けられて
いる。加圧ブロック42はその後部にある加圧用の油圧
シリンダ43のピストンロッド44に連結されている。
A hole 94 having the same inner diameter as the inner diameter of the injection sleeve 38 is provided below the dividing surface portion of the fixed mold 36 and the movable mold 37.
A relatively wide gate 41 is provided. Gate 41
The upper part of the mold continues to the mold cavity 40 where the molten metal is cast to form an injection product. Gate 41 in movable mold 37
A pressurizing block 42 for pressurizing the molten metal is provided laterally movably in the portion facing to, and the tip end surface of the pressurizing block 42 is provided so that it can be inserted into and removed from the gate 41. The pressurization block 42 is connected to a piston rod 44 of a hydraulic cylinder 43 for pressurization at the rear part thereof.

【0080】プランジャチップ39は,内部に室95を
有する円筒状の後側部材39cと,後側のピストン部3
9dが後側部材39cの室95内に軸線方向に移動自在
に設けられている前側部材39eによって形成し,前側
部材39eを常時後方から押しておく押圧部材である圧
縮ばね99を室95内に設けた。100はピストン部3
9dが抜けないように後側部材39cの前面部に取付け
たカバーである。
The plunger tip 39 includes a cylindrical rear member 39c having a chamber 95 therein and a rear piston portion 3a.
9d is formed by a front member 39e that is provided in the chamber 95 of the rear member 39c so as to be movable in the axial direction, and a compression spring 99 that is a pressing member that constantly pushes the front member 39e from the rear is provided in the chamber 95. It was 100 is the piston part 3
9d is a cover attached to the front surface of the rear member 39c so as not to come off.

【0081】前側部材39eと後側部材39cの間の円
周外面部,すなわち,カバー100が取付けられている
前側部材39eのくびれ部には,リング状の溝101を
設けた。102は,固定金型36と可動金型37の穴9
4に面した部分の中にそれぞれ水平方向に出し入れ自在
に設けたスライドブロックであり,スライドブロック1
02はその後部にある油圧シリンダ103のピストンロ
ッド104に連結されている。
A ring-shaped groove 101 is provided in the outer circumferential surface between the front member 39e and the rear member 39c, that is, in the constricted portion of the front member 39e to which the cover 100 is attached. 102 is a hole 9 of the fixed mold 36 and the movable mold 37.
4 are slide blocks that can be horizontally inserted into and removed from the portions facing the slide block 1.
02 is connected to the piston rod 104 of the hydraulic cylinder 103 at the rear part.

【0082】ただし,スライドブロック102の上下方
向の位置は,プランジャチップ39が図18に示すよう
に溶湯充填終了位置である上限位置にあるときに,スラ
イドブロック102の先端部が溝101の中に入り得る
ような位置とした。スライドブロック102は溶湯加圧
用のブロック42を作用させたときのプランジャチップ
39後退防止用である。なお,溝101は,この溝10
1の中にスライドブロック102が入って係合するの
で,係合部の一種と言うことができる。
However, the vertical position of the slide block 102 is such that when the plunger tip 39 is at the upper limit position which is the molten metal filling end position as shown in FIG. The position is set so that it can enter. The slide block 102 is for preventing the plunger tip 39 from retracting when the block 42 for pressurizing the molten metal is made to act. The groove 101 is the groove 10
Since the slide block 102 is inserted in 1 and engaged, it can be said to be a kind of engaging part.

【0083】プランジャチップ39の前側部材39eの
前側中心部には,金型36,37内のゲート41に下方
より入り得る突起部96を設けた。ゲート41の下端部
内周面と突起部96の先端部外周面はテーパ状にし,突
起部96を出し入れしやすいようにしている。この突起
部96の周囲には,リング板状の補助ビスケット106
を抜差し可能に設けた。
At the center of the front side of the front member 39e of the plunger tip 39, there is provided a projection 96 which can enter the gate 41 in the molds 36 and 37 from below. The inner peripheral surface of the lower end portion of the gate 41 and the outer peripheral surface of the distal end portion of the protrusion 96 are tapered so that the protrusion 96 can be easily taken in and out. Around the protrusion 96, a ring plate-shaped auxiliary biscuit 106
Is provided so that it can be inserted and removed.

【0084】穴94の天井には,外周から少し内側に入
った部分に,下側に向けてテーパリング状の突起部36
aを設け,補助ビスケット106も内側上面を穴94の
天井の形に合わせたような形状にした。補助ビスケット
106の外周側上面は低い平板状にし,突起部36aよ
りも外周の穴94の上部にリング状の空間を設け,溶湯
を鋳込んだ際に,ここに凝固物が溜り得るようにした。
プランジャチップ39と射出プランジャ39aの軸心部
には管108を配置して,管108の内外に冷却水用の
通路108a,108bを設けた。
On the ceiling of the hole 94, at a portion slightly inward from the outer periphery, a projection 36 having a tapered ring shape is formed downward.
A is provided, and the auxiliary biscuit 106 also has a shape in which the upper surface of the inside is matched with the shape of the ceiling of the hole 94. The upper surface of the auxiliary biscuit 106 on the outer peripheral side is formed into a low flat plate, and a ring-shaped space is provided above the hole 94 on the outer peripheral side of the protrusion 36a so that the solidified material can be accumulated there when the molten metal is cast. .
A pipe 108 is arranged at the axial center of the plunger tip 39 and the injection plunger 39a, and passages 108a and 108b for cooling water are provided inside and outside the pipe 108.

【0085】鋳込みを行う場合は,図19において,ま
ず,スライドブロック102を後退させ,プランジャチ
ップ39を下降させている状態で,公知の方法で射出ス
リーブ38内の上部に溶湯13を供給しておく。この状
態で,図示していない射出シリンダを作用させてプラン
ジャチップ39を上昇させ,溶湯13をゲート41を通
して金型36,37のキャビティ40内に鋳込み,充填
させる。このとき,プランジャチップ39の位置は,図
19に示した位置にある。なお,鋳込時に,溶湯の外周
面部にあった凝固層は,穴94の天井外周部のすぐ下の
空間部に入り込むので,ゲートやキャビティ内には,ほ
とんど入らない。
In the case of casting, in FIG. 19, first, with the slide block 102 retracted and the plunger tip 39 lowered, the molten metal 13 is supplied to the upper part of the injection sleeve 38 by a known method. deep. In this state, an injection cylinder (not shown) is actuated to raise the plunger tip 39, and the molten metal 13 is cast into the cavities 40 of the molds 36 and 37 through the gate 41 and filled. At this time, the position of the plunger tip 39 is at the position shown in FIG. It should be noted that, at the time of casting, the solidified layer on the outer peripheral surface of the molten metal enters the space immediately below the outer peripheral portion of the ceiling of the hole 94, and therefore hardly enters the gate or the cavity.

【0086】この状態で,次に,油圧シリンダ103を
作用させて,スライドブロック102を前進させ,スラ
イドブロック102の先端部を溝101の内に装入させ
る。このようにしておけば,プランジャチップ39が後
退しようとしても,前側部材39eの外周付近の底面が
スライドブロック102に当たるまでは後退するが,そ
れより下まで後退することはない。
In this state, the hydraulic cylinder 103 is then actuated to move the slide block 102 forward so that the tip of the slide block 102 is inserted into the groove 101. In this way, even if the plunger tip 39 tries to retreat, it retreats until the bottom surface near the outer periphery of the front member 39e hits the slide block 102, but does not retract further below that.

【0087】次に,直ちに,油圧シリンダ43を作用さ
せて,加圧ブロック42を前進させ,溶湯13の一部を
押し,溶湯13の押湯を行う。このとき,加圧ブロック
42が,予め設定していた時間−圧力曲線および時間−
ストローク曲線に沿って所定の振動スクイズ圧力を溶湯
13に作用させながら前進するようにフィードバック制
御する。そして,キャビティ40やゲート41内の溶湯
13に加圧力を加える油圧シリンダ43に油圧力を所定
の高圧力とこの高圧力に比べて比較的に小さな所定の低
圧力とを短時間の間隔で交互に周期的にまた波状的に作
用させるよう制御して加えることにより,キャビティ4
0内の凝固する溶湯13に対して所定の高圧力とこの高
圧力に比べて比較的に小さな所定の低圧力とからなるメ
タル加圧力を短時間の間隔で交互に周期的に加えるよう
に制御し,しかも,フィードバック制御により,メタル
加圧力の変動幅や変動周波数が意図した値になるように
制御する。なお,キャビティ40内の溶湯13に振動ス
クイズ圧力を効果的に伝えるためには,ゲート41はで
きるだけ厚くしておく方が良い。
Then, immediately, the hydraulic cylinder 43 is actuated to move the pressurizing block 42 forward to push a part of the molten metal 13 to press the molten metal 13. At this time, the pressurization block 42 sets the preset time-pressure curve and time-
Feedback control is performed such that a predetermined oscillating squeeze pressure is applied to the molten metal 13 along the stroke curve to move forward. Then, the hydraulic cylinder 43, which applies a pressure to the molten metal 13 in the cavity 40 or the gate 41, alternates a predetermined high pressure with a predetermined low pressure which is relatively smaller than the high pressure at short time intervals. To the cavity 4 by controlling it so that it acts periodically and in a wavy manner.
Control is performed so that a metal pressing force having a predetermined high pressure and a predetermined low pressure that is relatively small compared to the high pressure is alternately and periodically applied to the solidified molten metal 13 in 0 at short time intervals. In addition, feedback control is performed so that the fluctuation range and fluctuation frequency of the metal pressing force reach the intended values. In order to effectively transmit the vibration squeeze pressure to the molten metal 13 in the cavity 40, the gate 41 should be as thick as possible.

【0088】加圧ブロック42を作用させたときは,プ
ランジャチップ39の前側部材39eが押されて後退し
ようとするが,スライドブロック102の作用によりプ
ランジャチップ39の前側部材39eはそれ以上は後退
しないので,加圧ブロック42による加圧力はキャビテ
ィ40内の溶湯13に確実にかつ有効的に作用する。な
お,加圧ブロック42による溶湯加圧時に,プランジャ
チップ39の前側部材39eが後退した場合でも,補助
ビスケット106は後退しない。
When the pressure block 42 is operated, the front side member 39e of the plunger tip 39 is pushed and tries to retreat, but the front side member 39e of the plunger tip 39 does not retract further due to the action of the slide block 102. Therefore, the pressure applied by the pressure block 42 reliably and effectively acts on the molten metal 13 in the cavity 40. The auxiliary biscuit 106 does not retreat even when the front member 39e of the plunger tip 39 retracts when the molten metal is pressurized by the pressure block 42.

【0089】補助ビスケット106の形状は,鋳込んだ
時に射出スリーブ38内に残った溶湯の固りであるビス
ケットの厚みを薄くしたときに,キャビティ40内に混
入し易くなる初期凝固層の混入防止と,ビスケット部の
溶湯量を少なくする効果があるが,それ以外に,次のよ
うな効果を狙ったものである。
The shape of the auxiliary biscuit 106 is such that when the thickness of the biscuit, which is the solidification of the molten metal left in the injection sleeve 38 at the time of casting, is reduced, it is easy to mix in the cavity 40 and prevent the initial solidified layer from mixing. And, it has the effect of reducing the amount of molten metal in the biscuit part, but in addition to that, the following effects are aimed at.

【0090】現実の鋳造では湯量が完全に一定にならな
いため,プランジャチップ39の停止位置は常に一定に
なるわけではない。このため,プランジャチップ39の
溝101の停止予想位置とスライドブロック102の間
に数mm〜1cm程度の隙間を設けなければならず,加
圧ブロック42で加圧した場合,プランジャチップ39
は数mm〜1cm程度後退してからスライドブロック1
02で固定されるようになる。このときに,ビスケット
部に逃げる溶湯量をなるべく少なくするために,補助ビ
スケット106と,先端中央部に突起部96があって凸
状で,圧縮ばね99で支持された前側部材39eをプラ
ンジャチップ39の一部に用いている。
Since the amount of molten metal is not completely constant in actual casting, the stop position of the plunger tip 39 is not always constant. Therefore, a gap of several mm to 1 cm must be provided between the slide block 102 and the expected stop position of the groove 101 of the plunger tip 39.
Slides back a few mm to 1 cm and then slide block 1
It will be fixed at 02. At this time, in order to reduce the amount of molten metal that escapes to the biscuit portion as much as possible, the auxiliary biscuit 106 and the front member 39e, which is convex with a protrusion 96 at the center of the tip and supported by the compression spring 99, are provided on the plunger tip 39. It is used as a part of.

【0091】溶湯を鋳込めば,図19における補助ビス
ケット106の上側周辺部では,溶湯充填直後に,溶湯
はすでに固化している。そのため,プランジャチップ3
9の突起部96の上端面に下向きの圧力が加わっても,
圧縮ばね99で支えられた凸形のプランジャチップ39
の前側部材39eのみが後退し,周囲が固化した補助ビ
スケット106は,後退しない。その結果,ビスケット
部に逃げる溶湯量は少なくてすむ。なお,給湯量の精度
が上がり,プランジャチップ39の停止位置が2〜3m
m以下のバラツキで決まるならば,補助ビスケット10
6は必ずしも設ける必要はない。溶湯を加圧して所定の
時間が経過し,また,溶湯が固化したら,ブロック42
を後退させ,また,スライドブロック102を後退させ
た後,プランジャチップ39を下降させた後,型開を行
って鋳込製品を取出す。
When the molten metal is cast, the molten metal is already solidified in the upper peripheral portion of the auxiliary biscuit 106 in FIG. 19 immediately after the molten metal is filled. Therefore, the plunger tip 3
Even if downward pressure is applied to the upper end surface of the protrusion 96 of 9,
Convex plunger tip 39 supported by compression spring 99
Only the front side member 39e of the above-mentioned retracts, and the auxiliary biscuit 106 whose periphery is solidified does not retract. As a result, less molten metal escapes to the biscuit. In addition, the accuracy of the hot water supply is improved and the stop position of the plunger tip 39 is 2 to 3 m.
Auxiliary biscuits 10 if determined by variation of m or less
6 does not necessarily have to be provided. When the molten metal is pressurized and a predetermined time has passed, and when the molten metal solidifies, the block 42
And the slide block 102 are retracted, the plunger tip 39 is lowered, and then the mold is opened to take out the cast product.

【0092】図21は本発明の方法を実施するための装
置の他の実施例を示すものである。図21において,3
6は固定金型,37は可動金型,38は射出スリーブ,
39aは射出プランジャ,39は通常用いられている一
体型のプランジャチップ,106は補助ビスケット,9
6は突起部,94は穴,41はゲート,40はキャビテ
ィ,13は溶湯,42は加圧ブロック,43は油圧シリ
ンダ,108は射出プランジャ39a内の冷却水用の管
である。107は射出スリーブ38の後側にカップリン
グ109を介して一体的に取付けられているフレーム,
110は射出プランジャ39aの後側にカップリング1
11を介して一体的に取付けられている図示していない
射出シリンダのピストンロッドである。
FIG. 21 shows another embodiment of the apparatus for carrying out the method of the present invention. In FIG. 21, 3
6 is a fixed mold, 37 is a movable mold, 38 is an injection sleeve,
39a is an injection plunger, 39 is a normally used integral plunger tip, 106 is an auxiliary biscuit, 9
6 is a protrusion, 94 is a hole, 41 is a gate, 40 is a cavity, 13 is molten metal, 42 is a pressure block, 43 is a hydraulic cylinder, and 108 is a pipe for cooling water in the injection plunger 39a. 107 is a frame integrally attached to the rear side of the injection sleeve 38 via a coupling 109,
110 is a coupling 1 on the rear side of the injection plunger 39a.
11 is a piston rod of an injection cylinder (not shown) that is integrally mounted via 11.

【0093】射出プランジャ39aの一部と見なすこと
もできるカップリング111の外周部下側には,かぎ形
状の係合部112を設け,この係合部112に係合する
スライドブロック102とスライドブロック102作動
用の油圧シリンダ103をフレーム107の側面の一部
に取付けた。勿論,スライドブロック102の取付位置
は,プランジャチップ39と射出プランジャ39aが溶
湯充填終了位置にあるときに,スライドブロック102
が係合部112に係合する位置とした。このように,ス
ライドブロック102の係合部112を射出プランジャ
39aの一部に設けても,前記実施例のように,プラン
ジャチップ39の一部に溝101からなる係合部を設け
た場合と同様な効果が得られる。
A hook-shaped engaging portion 112 is provided below the outer peripheral portion of the coupling 111, which can be regarded as a part of the injection plunger 39a, and the slide block 102 and the slide block 102 which engage with the engaging portion 112 are provided. The hydraulic cylinder 103 for operation was attached to a part of the side surface of the frame 107. Of course, the mounting position of the slide block 102 is such that when the plunger tip 39 and the injection plunger 39a are at the molten metal filling end position.
Is at a position where it engages with the engaging portion 112. As described above, even when the engaging portion 112 of the slide block 102 is provided in a part of the injection plunger 39a, the engaging portion including the groove 101 is provided in a part of the plunger tip 39 as in the above embodiment. Similar effects are obtained.

【0094】なお,図2や図3等に示した実施例におい
ては,スクイズプランジャの振動ストロークの平均値を
用いて制御するようにしたが,これは,スクイズプラン
ジャの振動しているストローク値をフィルタリングして
得た非振動的なストローク値より推定した現時点におけ
る振動ストロークの中央値を用いてフィードバック制御
することもできる。
In the embodiments shown in FIG. 2 and FIG. 3, the control is performed by using the average value of the vibration stroke of the squeeze plunger. Feedback control can also be performed using the median value of the vibration stroke at the present time estimated from the non-oscillation stroke value obtained by filtering.

【0095】ここで,本発明が目的としたものの一つ
は,実際に振動する圧力データを0を中心に振動するよ
うに変換させ,また,スクイズプランジャの振動してい
るストローク値の高周波成分を取除いて滑らかに移動す
るストローク値に変換して,ストロークのマクロ的な移
動速度を制御しようとしたことである。これを実現する
ためには,前記実施例で示した平均化処理も一つの方法
であるが,この他にも,例えば,移動しているストロー
ク値を最小二乗法で直線近似して推定する方法とか,ス
トローク値をローパスフィルタに通して高周波成分を除
く方法等が考えられる。したがって,前記フィルタリン
グは,これら全てのアルゴリズムを含んでいる。
Here, one of the objects of the present invention is to convert the actually vibrating pressure data so as to vibrate around 0, and also to convert the high frequency component of the vibrating stroke value of the squeeze plunger. This is to remove and convert to a stroke value that moves smoothly to control the macro movement speed of the stroke. In order to realize this, the averaging process shown in the above embodiment is also one method, but in addition to this, for example, a method of estimating the moving stroke value by linear approximation by the least square method. Alternatively, the stroke value may be passed through a low pass filter to remove high frequency components. Therefore, the filtering includes all these algorithms.

【0096】[0096]

【発明の効果】このように,本発明においては,特許請
求の範囲に記載したように,溶湯を金型キャビティ内に
鋳込み,溶湯が固化する時の溶湯の収縮を補うように液
圧シリンダのスクイズプランジャを前進させて溶湯にス
クイズ圧力を加える時,予め定めておいた振動数と振幅
を有する規則的に変化する振動スクイズ圧力を溶湯に作
用させるように振動スクイズ圧力をフィードバック制御
させるので,キャビティ内の凝固する溶湯に対して所定
の高圧力とこの高圧力に比べて比較的に小さな所定の低
圧力とからなるスクイズ圧力を短時間の間隔で交互に周
期的に加えるように制御し,しかも,フィードバック制
御により,振動スクイズ圧力の変動幅や変動周波数が意
図した値になるように制御し得ることになり,その結
果,高圧力を作用させた直後の比較的に低圧力を作用さ
せた時には,一時的に金型表面の熱伝達係数が小さくな
り,凝固時に発生した潛熱が金型表面から充分抜熱され
ず,溶湯温度が部分的に上昇し,結晶遊離および樹枝状
晶の枝の溶断遊離が起こる。また,波状的に加えられた
必要充分な値の圧力のため,溶湯が流動し,そのことも
合いまって,結晶遊離,樹枝状晶の枝の溶断遊離が促進
される。
As described above, according to the present invention, as described in the claims, the molten metal is cast into the mold cavity, and the contraction of the molten metal when the molten metal is solidified is compensated for by the hydraulic cylinder. When the squeeze plunger is moved forward to apply the squeeze pressure to the molten metal, the oscillating squeeze pressure is feedback-controlled so that the squeeze pressure is applied to the molten metal so that the squeeze pressure that has a predetermined frequency and amplitude changes regularly. The squeeze pressure consisting of a predetermined high pressure and a predetermined low pressure that is relatively small compared to this high pressure is controlled so as to be applied cyclically to the molten metal inside at a short time and alternately. By feedback control, it is possible to control the fluctuation range and fluctuation frequency of the vibration squeeze pressure to the intended values, and as a result, high pressure is applied. When a relatively low pressure is applied immediately after the heat treatment, the heat transfer coefficient of the mold surface temporarily becomes small, the heat generated during solidification is not sufficiently removed from the mold surface, and the melt temperature is partially Ascends, and crystal release and fusing release of dendrite branches occur. Further, due to the pressure of a necessary and sufficient value that is applied in a wavy manner, the molten metal flows, which is also combined to promote crystal release and fusing release of dendrite branches.

【0097】その結果,柱状晶ができず,鋳込製品の内
面全体に等軸晶帯のみが形成され,また,等軸晶帯に溶
質元素の偏析ができることもない。したがって,熱間割
れも発生しないし,引け巣もほとんど発生しないし,高
強度で靭性を有する高品質の鋳込製品を確実容易に得る
ことができる。また,特許請求の範囲の各請求項に記載
したような内容のフィードバック制御を行ったり,ある
いは,そのための装置を用いたので,このフィードバッ
ク制御を良好に行うことができることになり,高品質の
鋳込製品を確実容易に得ることができる。
As a result, columnar crystals are not formed, only equiaxed crystal zones are formed on the entire inner surface of the cast product, and solute elements are not segregated in the equiaxed crystal zones. Therefore, hot cracking does not occur, shrinkage cavities hardly occur, and a high-quality cast product with high strength and toughness can be reliably and easily obtained. In addition, since feedback control having the contents described in each claim of the claims is performed or a device therefor is used, this feedback control can be favorably performed, and high quality casting is achieved. The embedded product can be obtained reliably and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法を実施するための装置の第1実施例
を示す縦断面図および制御回路図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view and a control circuit diagram showing a first embodiment of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図2】本発明方法を実施するための装置の第2実施例
を示す縦断面図および制御回路図である。
FIG. 2 is a vertical sectional view and a control circuit diagram showing a second embodiment of the apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図3】加圧ブロック(スクイズプランジャ)の平均ス
トローク軌跡の演算例を説明するための時間−ストロー
ク線図である。
FIG. 3 is a time-stroke diagram for explaining an example of calculating an average stroke locus of a pressure block (squeeze plunger).

【図4】スクイズ圧力作用時の1例を示す時間−ストロ
ーク線図である。
FIG. 4 is a time-stroke diagram showing an example when a squeeze pressure is applied.

【図5】スクイズ圧力作用時の1例を示す時間−圧力線
図である。
FIG. 5 is a time-pressure diagram showing an example when a squeeze pressure is applied.

【図6】本発明方法を実施するための装置の第3実施例
を示す縦断面図および制御回路図である。
FIG. 6 is a vertical sectional view and a control circuit diagram showing a third embodiment of the apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図7】本発明方法で得た鋳造製品の1部断面の凝固形
態状態を示す金属組織図である。
FIG. 7 is a metallographic view showing a solidification morphology state of a partial cross section of a cast product obtained by the method of the present invention.

【図8】従来方法で得た鋳造製品の1部断面の凝固形態
状態を示す金属組織図である。
FIG. 8 is a metallographic view showing a solidified morphological state of a partial cross section of a cast product obtained by a conventional method.

【図9】本発明方法による結晶の成長状態を示す説明図
である。
FIG. 9 is an explanatory view showing a crystal growth state according to the method of the present invention.

【図10】従来方法による結晶の成長状態を示す説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory view showing a crystal growth state by a conventional method.

【図11】従来の方法における時間−メタル加圧力およ
びストローク線図の1例を示す線図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a time-metal pressure force and a stroke diagram in the conventional method.

【図12】本発明方法における時間−メタル加圧力およ
びストローク線図の他の例を模式的に示した線図であ
る。
FIG. 12 is a diagram schematically showing another example of the time-metal pressing force and stroke diagram in the method of the present invention.

【図13】従来の方法における時間−メタル加圧力およ
びストローク線図の他の1例を示す線図である。
FIG. 13 is a diagram showing another example of time-metal pressure and stroke diagram in the conventional method.

【図14】本発明方法を実施するための装置の第4実施
例を示す縦断面図である。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図15】本発明方法の実施の際に用いる圧力検出装置
の第1実施例を示す縦断面図である。
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view showing a first embodiment of the pressure detecting device used when carrying out the method of the present invention.

【図16】圧力検出装置の第2実施例を示す縦断面図で
ある。
FIG. 16 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the pressure detecting device.

【図17】圧力検出装置の第3実施例を示す縦断面図で
ある。
FIG. 17 is a vertical cross-sectional view showing a third embodiment of the pressure detecting device.

【図18】図17のA−A線から見た部分の一部拡大底
面図である。
FIG. 18 is a partially enlarged bottom view of the portion viewed from the line AA in FIG. 17.

【図19】本発明方法を実施するための装置の第5実施
例を示す縦断面図である。
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図20】図19のB−B線断面図である。20 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【図21】本発明方法を実施するための装置の第6実施
例を示す縦断面図である。
FIG. 21 is a vertical sectional view showing a sixth embodiment of the apparatus for carrying out the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 溶湯 15 サーボバルブ(供給圧力設定変動装置) 17 ポンプ 22 等軸晶 23 柱状晶 26,80 フィードバック制御器 27 圧力モデル部 28 圧力偏差検出器 36 固定金型 37 可動金型 38 鋳込スリーブ 39 プランジャチップ 39a 鋳込プランッジャ 40 金型キャビティ 41 ゲート 42 加圧ブロック 43,103 油圧シリンダ 45 圧力検出装置 46 加圧力制御コントローラ 47 加圧力変動幅演算器 48 平均移動ストローク演算器 49 圧力信号発生器 50 ストローク信号発生器 51 ストローク偏差検出器 61 ブロック 66,66b 撓み量伝達棒 67,67a,67c 撓み量計測板 73,73a,73b 歪ゲージ 74,74c 撓み板部 75 部分加圧ピン 76 ヒートパイプ 81,81a 圧力センサ 86 変位センサ 102 スライドブロック 13 molten metal 15 servo valve (supply pressure setting fluctuation device) 17 pump 22 equiaxed crystal 23 columnar crystal 26,80 feedback controller 27 pressure model section 28 pressure deviation detector 36 fixed mold 37 movable mold 38 pouring sleeve 39 plunger Tip 39a Casting plunger 40 Mold cavity 41 Gate 42 Pressure block 43, 103 Hydraulic cylinder 45 Pressure detection device 46 Pressure control controller 47 Pressure fluctuation fluctuation calculator 48 Average movement stroke calculator 49 Pressure signal generator 50 Stroke signal Generator 51 Stroke deviation detector 61 Block 66, 66b Bending amount transmitting rod 67, 67a, 67c Bending amount measuring plate 73, 73a, 73b Strain gauge 74, 74c Bending plate portion 75 Partial pressure pin 76 Heat pipe 81, 81a Pressure Sensor 86 Displacement sensor 102 Slide block

フロントページの続き (72)発明者 都野 徹 山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地 宇部興産株式会社宇部機械製作所内 (72)発明者 安達 充 山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地 宇部興産株式会社宇部機械製作所内Front page continuation (72) Inventor Toru Tono 1980 Okiyama, Obeshi, Ube, Yamaguchi Prefecture Ube Machinery Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuru Adachi 1980 Oki, Oji City, Ube, Yamaguchi Prefecture Ube Usan Kikai Seisakusho Co., Ltd.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶湯を金型キャビティ内に鋳込み,溶湯
が固化する時に溶湯の収縮を補うように液圧シリンダの
スクイズプランジャによって金型内の溶湯にスクイズ圧
力を加える加圧鋳造方法において,液圧シリンダのスク
イズプランジャを,スクイズプランジャの振動している
ストローク値をフィルタリングして得た非振動的なスト
ローク値より推定した現時点における振動ストロークの
中央値が予め定めておいた時間経過に対する移動ストロ
ークの曲線に沿って順次増大するようにフィードバック
制御させながら前進させるとともに,中央値がゼロとな
るように溶湯に加わる実際の振動スクイズ圧力から変換
された圧力が,1秒間当りの振動サイクル数として決め
られる予め定めておいた振動数と,時間の経過に対する
振動サイクル中の最大値と最小値間の差の値または最大
値とゼロの中央値間の差の2倍の値として決められる予
め定めておいた振幅とで表わす中央値がゼロとなるよう
に振動される圧力を表わす予め正負交互に現れるように
定めておいた振動スクイズ圧力パターンまたは軌跡を追
従するように,スクイズプランジャを有する液圧シリン
ダに作用させる圧力を制御し,この圧力制御にあたって
は,実際のスクイズ圧力と,時間経過に対して予め定め
ておいた振動スクイズ圧力パターンに従って振動する振
動スクイズ圧力を表わす予め定めておいたスクイズ圧力
の軌跡とにより,液圧シリンダに作用させる振動スクイ
ズ圧力をフィードバック制御させるようにした加圧鋳造
方法。
1. A pressure casting method in which a molten metal is cast into a mold cavity and a squeeze pressure is applied to the molten metal in the mold by a squeeze plunger of a hydraulic cylinder so as to compensate for shrinkage of the molten metal when it solidifies. For the squeeze plunger of the pressure cylinder, the median value of the oscillating stroke at the present time estimated from the non-oscillating stroke value obtained by filtering the oscillating stroke value of the squeeze plunger The pressure is converted from the actual vibration squeeze pressure applied to the molten metal so that the median value becomes zero and the pressure is converted as the number of vibration cycles per second while moving forward while performing feedback control so as to gradually increase along the curve. The predetermined frequency and the maximum in the vibration cycle over time. Pressure oscillated so that the median value represented by the value of the difference between the large value and the minimum value or the predetermined value determined as the value of the difference between the maximum value and the median value of zero is zero. The pressure applied to the hydraulic cylinder with the squeeze plunger is controlled so as to follow the vibration squeeze pressure pattern or locus, which has been determined in advance to alternate positive and negative. And the locus of the predetermined squeeze pressure that represents the vibration squeeze pressure that oscillates according to the predetermined vibration squeeze pressure pattern over time, so that the vibration squeeze pressure applied to the hydraulic cylinder is feedback controlled. Pressure casting method.
【請求項2】 溶湯を金型キャビティ内に鋳込み,溶湯
が固化する時の溶湯の収縮を補うように液圧シリンダの
スクイズプランジャを前進させて溶湯にスクイズ圧力を
加える時,最初の短い時間内は,プランジャストローク
を増加させて溶湯に非振動圧力を予め定めておいた値ま
で増加させながら加え,続いて,予め定めておいた振動
数と振幅を有する規則的に変化する振動スクイズ圧力を
溶湯に作用させる振動スクイズ圧力パターンまたは軌跡
を追従させるとともに,液圧シリンダのスクイズプラン
ジャをその移動ストロークを振動させながら前進させて
金型内の溶湯に振動スクイズ圧力を加えるように液圧シ
リンダを制御し,この振動スクイズ圧力を加える部分の
制御に際しては,溶湯に実際に作用する振動スクイズ圧
力と,予め定めておいた振動スクイズ圧力パターンまた
は軌跡により,振動スクイズ圧力をフィードバック制御
させるようにした加圧鋳造方法。
2. When the molten metal is cast into the mold cavity and the squeeze plunger of the hydraulic cylinder is moved forward to apply the squeeze pressure to the molten metal to compensate for the shrinkage of the molten metal when it solidifies, within the first short time. Is applied while increasing the plunger stroke to increase the non-oscillating pressure to the melt to a predetermined value, and then applying a regularly varying vibrating squeeze pressure having a predetermined frequency and amplitude to the melt. The squeeze plunger of the hydraulic cylinder is moved forward while oscillating its moving stroke to control the hydraulic cylinder so as to apply the oscillating squeeze pressure to the molten metal in the mold. When controlling the part to which this vibration squeeze pressure is applied, the vibration squeeze pressure that actually acts on the molten metal and the predetermined The pressure casting method in which the oscillating squeeze pressure is controlled by feedback according to the existing oscillating squeeze pressure pattern or trajectory.
【請求項3】 油圧シリンダに作用させる圧力の制御に
あたっては,溶湯に実際に作用するスクイズ圧力と,非
振動部分を示す予め定めておいたプランジャの圧力上昇
軌跡と,予め定めておいた振動スクイズ圧力パターンま
たは軌跡により,液圧シリンダのスクイズプランジャに
作用させる圧力をフィードバック制御させるようにした
特許請求の範囲請求項2記載の加圧鋳造方法。
3. When controlling the pressure applied to the hydraulic cylinder, the squeeze pressure that actually acts on the molten metal, a predetermined plunger pressure increase locus indicating a non-oscillating portion, and a predetermined vibrating squeeze. The pressure casting method according to claim 2, wherein the pressure applied to the squeeze plunger of the hydraulic cylinder is feedback-controlled by a pressure pattern or trajectory.
【請求項4】 振動スクイズ圧力パターンの予め定めて
おいた振動数と振幅が,時間の経過に対して一定である
かまたは時間の函数として表わされる特許請求の範囲請
求項1または請求項2記載の加圧鋳造方法。
4. The method according to claim 1 or 2, wherein the predetermined frequency and amplitude of the vibration squeeze pressure pattern are constant over time or expressed as a function of time. Pressure casting method.
【請求項5】 フィードバック制御が,所定の間隔を有
する複数のサンプリング時点で,金型または液圧シリン
ダに取付けた圧力センサで実際のスクイズ圧力を測定
し,予め定めておいた振動スクイズ圧力パターンから得
られるサンプリング時点における圧力値に対する偏差を
演算し,演算された偏差に所定のゲインを付して制御信
号に変えるようにした特許請求の範囲請求項1または請
求項2記載の加圧鋳造方法。
5. The feedback control measures the actual squeeze pressure with a pressure sensor attached to a mold or a hydraulic cylinder at a plurality of sampling points having a predetermined interval, and determines from a predetermined vibration squeeze pressure pattern. The pressure casting method according to claim 1 or 2, wherein a deviation with respect to the pressure value obtained at the sampling point is calculated, and the calculated deviation is given a predetermined gain to be changed into a control signal.
【請求項6】 隣合っている時点が短い時間間隔である
サンプリング時点で金型または液圧シリンダに取付けた
圧力センサで実際のスクイズ圧力を測定し,かつ,液圧
シリンダに取付けたストロークセンサで実際のプランジ
ャストロークを測定し,現在のサンプリング時点までの
比較的に長い時間間隔の間に検知した圧力値を用いて第
1の式に従って演算した圧力値,すなわち,現在のサン
プリング時点で検知した実際のスクイズ圧力と現在のサ
ンプリング時点での実際の振動スクイズ圧力の仮の平均
値間の差と,現在のサンプリング時点の予め定めておい
た振動衝撃圧力パターンから得られる振動衝撃圧力値間
の第1の偏差を演算し,また,現在のサンプリング時点
までの比較的に長い時間間隔の間に検知したストローク
値を用いて第2の式に従って演算した値,すなわち,現
在のサンプリング時点の実際の振動ストロークの仮の平
均値と,現在のサンプリング時点の予め定めておいた非
振動ストローク軌跡から得られるストローク値間の第2
の偏差を演算し,この第1の偏差と第2の偏差をそれぞ
れ第1と第2制御信号に換算するために第1の偏差と第
2の偏差に適当なゲインを加え,第2制御信号に第1制
御信号を加えて第3制御信号を発生させ,第3制御信号
に従って液圧シリンダに作用させる圧力を制御するよう
にした特許請求の範囲請求項1記載の加圧鋳造方法。
6. An actual squeeze pressure is measured by a pressure sensor attached to a mold or a hydraulic cylinder at a sampling time when adjacent time points are short time intervals, and a stroke sensor attached to the hydraulic cylinder is used. The pressure value calculated according to the first equation by using the pressure value detected during a relatively long time interval up to the current sampling time by measuring the actual plunger stroke, that is, the actual pressure detected at the current sampling time. Between the squeeze pressure and the tentative average value of the actual vibration squeeze pressure at the current sampling time and the vibration shock pressure value obtained from the predetermined vibration shock pressure pattern at the current sampling time. The second equation is calculated using the stroke value detected during the relatively long time interval up to the current sampling time. The second value between the value calculated according to the above, that is, the temporary average value of the actual vibration stroke at the current sampling time point and the stroke value obtained from the predetermined non-vibration stroke locus at the current sampling time point.
Is calculated, and an appropriate gain is added to the first deviation and the second deviation in order to convert the first deviation and the second deviation into the first and second control signals, respectively. The pressure casting method according to claim 1, wherein the third control signal is generated by adding the first control signal to, and the pressure applied to the hydraulic cylinder is controlled according to the third control signal.
【請求項7】 振動スクイズ圧力は,中央値が200k
g/cm2 以上で,振幅が20kg/cm2 またはプラ
スマイナス10kg/cm2 以上,振動数が2〜500
Hzである特許請求の範囲請求項1または請求項2記載
の加圧鋳造方法。
7. The vibration squeeze pressure has a median value of 200 k.
g / cm 2 or more, amplitude 20 kg / cm 2 or plus or minus 10 kg / cm 2 or more, frequency 2 to 500
The pressure casting method according to claim 1 or 2, which has a frequency of Hz.
【請求項8】 金型キャビティを有する金型,金型キャ
ビティ内に溶湯を鋳込む鋳込装置,金型内に充填された
溶湯に振動スクイズ圧力を作用させるスクイズプランジ
ャを有する液圧シリンダ,溶湯の固化収縮時に時間の経
過に従って溶湯に作用させる予め定めておいた振幅と振
動数を有する振動スクイズ圧力の変化パターンまたは軌
跡を与えておく振動スクイズ圧力設定器,実際のスクイ
ズ圧力測定用の金型または液圧シリンダに取付けた圧力
検出器,振動スクイズ圧力の設定値と検出値とに基づい
て液圧シリンダに作用させる液圧が所定の振幅と振動数
を有する振動スクイズ圧力になるようにフィードバック
制御させるフィードバック制御装置を備えた加圧鋳造装
置。
8. A mold having a mold cavity, a pouring device for casting the molten metal into the mold cavity, a hydraulic cylinder having a squeeze plunger for applying an oscillating squeeze pressure to the molten metal filled in the mold, and the molten metal. Viscous squeeze pressure setter that gives a change pattern or locus of vibrating squeeze pressure having a predetermined amplitude and frequency to act on molten metal during solidification contraction of squeeze, mold for actual squeeze pressure measurement Alternatively, a pressure detector attached to the hydraulic cylinder, feedback control is performed so that the hydraulic pressure applied to the hydraulic cylinder becomes a vibrating squeeze pressure having a predetermined amplitude and frequency based on the set value and the detected value of the vibrating squeeze pressure. A pressure casting device equipped with a feedback control device.
【請求項9】 振動スクイズ圧力設定器に予め設定して
おく圧力が,作動初期の非振動ストローク部分を有する
圧力上昇部分と,この圧力上昇部分に続く振動スクイズ
圧力パターン部分とからなるように設定し得る振動スク
イズ圧力設定器を備えた特許請求の範囲請求項8記載の
加圧鋳造装置。
9. The pressure preset in the vibration squeeze pressure setter is set so as to include a pressure rising portion having a non-vibration stroke portion in the initial stage of operation and a vibration squeeze pressure pattern portion following the pressure rising portion. 9. The pressure casting device according to claim 8, which is provided with a vibrating squeeze pressure setting device.
【請求項10】 加圧力制御コントローラ内に,スクイ
ズプランジャの振動しているストローク値をフィルタリ
ングして得た非振動的なストローク値より推定した現時
点における振動ストロークの中央値が予め定めておいた
時間経過に対する移動ストロークの曲線に沿って順次増
大するように設定したストローク信号発生器と,このス
トローク信号発生器からの発生信号とスクイズプランジ
ャの実際の移動ストローク検出信号とによりスクイズプ
ランジャの移動ストロークをフィードバック制御させる
制御装置部分を備えるとともに,振動スクイズ圧力がそ
の中央値がゼロで時間経過に対して正負交互に現れるよ
うに振動スクイズ圧力の振動数と振幅を設定した圧力信
号発生器と,この圧力信号発生器からの発生信号と溶湯
に加わる実際の振動スクイズ圧力の検出値からその検出
圧力の中央値がゼロとなるように変換した振動スクイズ
圧力検出信号とにより振動スクイズ圧力をフィードバッ
ク制御させる制御装置部分を備えた特許請求の範囲請求
項8記載の加圧鋳造装置。
10. The time when the median value of the oscillating stroke at the present time estimated from the non-oscillating stroke value obtained by filtering the oscillating stroke value of the squeeze plunger in the pressurizing force control controller is set in advance. The stroke stroke of the squeeze plunger is fed back based on the stroke signal generator set so that it gradually increases along the curve of the movement stroke with respect to time, and the signal generated from this stroke signal generator and the actual movement stroke detection signal of the squeeze plunger. A pressure signal generator provided with a control device for controlling the vibration squeeze pressure, in which the frequency and the amplitude of the vibration squeeze pressure are set so that the median value of the vibration squeeze pressure appears alternately in positive and negative over time. Generated signal from generator and actual vibration applied to molten metal 9. The controller according to claim 8, further comprising a control device portion for feedback-controlling the vibration squeeze pressure by a vibration squeeze pressure detection signal obtained by converting the detected value of the squeeze pressure so that the median of the detected pressure becomes zero. Pressure casting equipment.
【請求項11】 鋳込装置として金型キャビティ下部に
ゲート部を有する竪鋳込型の鋳込装置を備え,金型内に
充填された溶湯に振動スクイズ圧力を作用させるスクイ
ズプランジャの先端部を溶湯に直に接触させるように設
けた特許請求の範囲請求項8,請求項9または請求項1
0記載の加圧鋳造装置。
11. A vertical pouring type pouring device having a gate portion at a lower portion of the die cavity as a pouring device, wherein a tip portion of a squeeze plunger for applying an oscillating squeeze pressure to the molten metal filled in the die is provided. Claims 8, 9 or 1 provided so as to directly contact the molten metal.
0 pressure casting equipment.
【請求項12】 圧力検出器が,金型に取付けられてい
て,ブロックの表面に配した撓み板部の裏面に先端が接
している撓み量伝達棒を配し,撓み量伝達棒をブロック
の内部で軸線方向に微動可能に設け,ブロックの後部に
おいて保持具で一部を保持した撓み量計測板を撓み量伝
達棒の後端面に押付けた状態で配し,撓み量計測板に歪
ゲージまたは位置センサを係合させて設けた構成になっ
ている特許請求の範囲請求項8記載の加圧鋳造装置。
12. A pressure detector is attached to a mold, and a deflection amount transmission rod having a tip contacting the back surface of a deflection plate portion disposed on the surface of the block is disposed, and the deflection amount transmission rod is connected to the block. A flexure amount measuring plate, which is provided inside so that it can be moved slightly in the axial direction and is partially held by a retainer at the rear part of the block, is arranged in a state of being pressed against the rear end face of the flexure amount transmitting rod. The pressure casting device according to claim 8, wherein the pressure casting device has a structure in which a position sensor is engaged with the position sensor.
【請求項13】 ブロックの後部に設けた撓み量計測板
を平板とし,撓み量計測板の一端部を保持具に片持梁状
に固定し,撓み量伝達棒の後端面が撓み量計測板に当接
している位置よりも根本側で歪ゲージを撓み量計測板に
取付けた特許請求の範囲請求項12記載の加圧鋳造装
置。
13. A flexure amount measuring plate provided at the rear part of the block is a flat plate, one end of the flexure amount measuring plate is fixed to a holder in a cantilever shape, and a rear end face of the flexure amount transmitting rod is a flexure amount measuring plate. 13. The pressure casting device according to claim 12, wherein the strain gauge is attached to the deflection amount measuring plate at the base side from the position in contact with the.
【請求項14】 プランジャチップまたは射出プランジ
ャの外周面部に係合部を設け,プランジャチップと射出
プランジャが溶湯充填終了位置にある時に,前記係合部
にプランジャチップ後退防止用のスライドブロックを係
合可能に設け,金型内のゲートまたは金型キャビティに
面して振動スクイズ圧力を作用させるスクイズプランジ
ャを設けた特許請求の範囲請求項11記載の加圧鋳造装
置。
14. An engaging portion is provided on an outer peripheral surface of a plunger tip or an injection plunger, and when the plunger tip and the injection plunger are at a molten metal filling end position, a slide block for preventing the plunger tip retracting is engaged with the engaging portion. 12. The pressure casting apparatus according to claim 11, further comprising a squeeze plunger that is provided so as to face the gate or the mold cavity in the mold and that applies a vibrating squeeze pressure.
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