JPS5964149A - 金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法および装置 - Google Patents

金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法および装置

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JPS5964149A
JPS5964149A JP17401682A JP17401682A JPS5964149A JP S5964149 A JPS5964149 A JP S5964149A JP 17401682 A JP17401682 A JP 17401682A JP 17401682 A JP17401682 A JP 17401682A JP S5964149 A JPS5964149 A JP S5964149A
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signal
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/22Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/32Controlling equipment

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダイカストマジン等の金型鋳造装置において
、金型鋳造を行ってから型開を行うまでの型開時間を制
御する金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法および
装置に関するものである。
金型鋳造における金型からの鋳物の取出は、金型内の鋳
物の温度が、要用した溶湯の凝固特性で決定されるある
所定の理想温度まで降下した時点で行うようにしなけれ
ばならない。もし、この理想温度よりも高い湿度のとき
に型開して鋳物を取出すと、鋳物の垢離れが悪く、金型
を損傷して金型の寿命を縮める原因になる、とともに、
取出した後の鋳物の歪み率や収縮率が大きくて寸法精度
が安定せず、不良率の増大2品質のばらつき幅の増大が
生じる。勿論、金型内の溶湯がまだ充分に凝固していな
い時に型開を行えば、鋳物の破裂や金型への焼料けを生
じるし、危険でもある。まだ。
逆に、金型内の鋳物の温度が前記理想温度まで降下した
後、いつまでも鋳物を金型内に留めておくことは、いた
ずらに鋳造ザイクル時間を増加させるだけで、単位時間
当りの鋳造個数を減少させる結果となる。
金型内の鋳物の温度が理想湿度まで降下したかどうかに
金型内の鋳物の漂1度を直接計測することが一番工甲想
的であ廊確実であるが、現在のところ。
この直接4測する手段には適当なものがない。
そこで、従来は、金型内に射出された溶湯が金型に熱を
奪われて凝固し、理想淵度寸で降下するまでに要する時
間を予備試験で決定し、その時間をセットしたタイマを
溶湯射出信号で始動させ。
型開と鋳物取出し時間の目安としている。あるいは、溶
湯が射出された後の金型の温度変化の推移を感熱素子で
検知させ、その指示湯度推移を監視して9間接的に金型
中の鋳物の冷却状態を推定する等の方法がとられている
しかしながら、前記タイマによる方法では、鋳造を重ね
ていくにしだがって、各鋳造サイクルにおける溶湯射出
時点の金型初期温度が次第に上昇していくこと、および
、各鋳造サイクルにおける金型内の溶湯の冷却速度特性
は金型の初期温度によって変わり、金型の初期温度が高
くなると溶湯の冷却速度が低下するから、鋳造を重ねる
につれて、タイマに設定した時間と実際の所望冷却時間
との間にずれが生じ、かつ、そのずれが次第に大きくな
るので、常に良好な状態での型開やυ1物の取出しが行
えなくて、極めてラフな管理しか行えない。また、前記
金型温度監視法は、前記タイマ法よりは比較的に管理精
度は良いが1作業者の勘による目安管理の域を脱しきれ
ず、実際の温度管理幅も理想温度±50〜150°Cと
大きくなり。
充分ではない。
本発明は、これらの欠点をなくすだめのものであり、金
型内の鋳壁面近傍に取付けられた湿度検知素子により測
定された金型温度の時間的変化。
すなわち、微係数により溶湯湿度を予測し、その予測温
度が、金型、鋳造条件等に基づき決定される最適な冷却
状態の温度に達すると、金型操作装置に型開指令を出力
して金型の型開動作を行うようにして、より充分な鋳物
冷却時間の制御を行い。
満足のいく型開や鋳物取出を行いうるようにしだもので
ある。
つぎに9図面に示した実施例によって9本発明の詳細な
説明する。
第1図において、1は固定盤、2は可動盤、乙は固定金
型、4は可動金型、5は射出スリーブ。
6は射出プランジャ、7はキャビティであり、射出スリ
ーブ5内に給湯した溶湯を射出プランジャ6の作用でキ
ャビティ7内に鋳込んで所望の形状の鋳物を得る。
金型ろ、4の鋳壁面近傍9例えば、可動金型4内におい
て、キャビティ7内壁而の一部からの距離が約iomm
程度の所に、温度検出素子8を設けた。この温度検出素
子8では、金型4の鋳壁而近傍の金型温度を測定し、そ
の温度に対応した電気信号を出力しうるようにした。1
0はその電気信号を所定の電圧信号又は電流信号に変換
する入力変換回路、11は人力変換回路10の出力信号
を時間により微分する微分回路、12は該微分回路の出
力信号の正負の符号を反転させる反転回路。
13は溶湯と鋳壁面近傍の温度検出点との代表長さ△l
を設定する設定器、14は前記反転回路12の出力信号
に前記代表長さ△lを掛ける第1の乗算器、15はこの
乗算器14の出力信号に加算する補正係数Aを設定する
設定器、16は乗豹器14の出力信号に補正係数Aを加
算する第1の加算器、17は加算器16の出力信号に前
記代表長さ△Lを掛ける第2の乗算器、18は乗算器1
7の出力信号に加算する補正係数Bを設定する設定器、
19は乗算器17の出力信号に補正係数Bを加算する加
算器である。20は該加算器の出力信号と前記人力変換
回路の出力信号を加算することにより溶湯温度に対応し
た予測信号を算出する加算器、21は金型、鋳造条件等
に基づく設定温度を設定する設定器、22は加算器20
の出力信号と設定器21かもの出力信号とを比較し、溶
湯溜1度の予測信号が設定器の出力信号に達すると0N
−OFF信号を出力する比較器である。2ろは前記反転
回路12の、出力信号の符号を判定し、正の場合に0N
−OFF信号を出力する符号判定回路。
24は該符号判定回路23の出力信号により前記比較器
22の出力信号を入−切するゲート回路。
25は該ゲート回路24の出力信号により金型の型開動
作を行う金型操作装置である。なお、符号判定回路23
−\は、場合によっては微分回路11の出力信号を入力
してその正負の符号を判別するようにすることもできる
本発明では、金型4の鋳壁面近傍温度Tを測定すると同
時に、その温度の時間tに対する変化割合aT7δtを
演算し、この温度の時間的変化率aTlatと温度勾配
の変化率δ2T/δx2 が比例することを利用して鋳
壁面近傍の温度勾配および湿度分布を近似計算し、この
温度分布より金型内溶湯淵度を予測演算する。
また、溶湯が最適な冷却状態に近づくと鋳壁面近傍温度
の時間的変化率θT/δtが小さくなること、すなわち
、温度勾配の変化率a2T/ax2が小さくなることに
基づき、温度分布を直線近似することにより、鋳壁面近
傍温度の測定値から全型内溶湯温度を予測演算する。
そして、この予測溶湯温度が、金型、P造条件等に基づ
き予め設定されている設定温度に達したなら、金型の型
開を行う。
つぎに、鋳壁面近傍の測定湿度から溶湯温度を予測する
方法について述べる。
第2図に示すように、金型4の鋳壁面に対して略垂直に
とっだX座標軸に6って金型4内の湿度分布を一次元で
近似して表わすと、(1)式のようここで、T:全型内
温度 t:時  間 x:X座標 9:金型の密度(’Kv/靜) C:金型の比熱(Ki / Kg・”c )λ:金型の
熱伝導率(Kcnf’ / 771−h ’C)なお、
第2図中、4は金型、26は溶湯、Xは湿度測定点、T
は温度測定点Xの金型温度、  TMは溶湯温度、L、
L+△LはX座標におけるX点と溶湯のある点の位置で
あり、△Lはこれら両方の点間の距離を示す。
一方、鋳壁面近傍湿度の時間的変化状況は第6図のよう
になる。第す図において、横軸は時間。
縦軸は温度を示す。to  は金型4,5内に溶湯を射
出終了した時点を示す。第す図に示すように時刻1. 
 を境にして温度の時間微分は符号が反転するため9時
間機分を用いて溶湯温度を予測する場合には+  tQ
’□t1間で型開動作を行う恐れがあるので、温度の時
間微分の符号により型開動作を行う期間を1.  以後
になるようにする必要がある。
寸だ、最適な冷却状態になる時刻t2  の付近では温
度の時間微分は小さくなっており、これは温度分布が直
線に近くなっていることを表わしている。
以上のことを考慮して、湿度分布を直線近似とし、(1
)式を解くと次のようになる。
L ここで、  A、  Bは補正係数 この補正は、非線形の補正、および、F、c。
λが金型と溶湯で異なるだめの補正である。
したがって、溶湯温度TMは。
TM=T十△T となる。
本発明によれは、鋳造サイクル毎に金型の鋳壁面近傍湿
度の時間的変化割合から金型内済湯温度を予測するだめ
の演算を行い、この予測溶湯湯度が最適冷却状態の温度
に達したら、金型の型開操作が行われるので、常に最適
温度の冷却状態で鋳込製品を金型から取出すことが出来
る。従って。
次のような効果が得られる。
(1)鋳物の破裂や焼付きが防止され、かつ、鋳物抜き
抵抗を小さくして金型の寿命を著しく延長することがで
きる。
(2)鋳造サイクルの鋳物取出し7品度にばらつきがな
い。そして、鋳物の寸法精度が安定化し7品質を向上さ
せることができる。
(3)必要以上の冷却時間になると吉はないから。
単位時間当りの鋳造個数が増加し、能率が向上する5
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施するだめの装置の1実施例
を示すブロック線図、第2図は金型鋳壁面1・[近の湿
度状態を説明するだめの金型部の縦断面図、第ろ図は金
型部の温度変化状態を示す時間一温度線図である。 1 ・・・・・固定盤、2・・・・・可動盤、乙・・・
・・固定金型、4・・・・・可動金型、8・・・・・痛
1度検出素子、10・・・・・入力変換回路、11・・
・・・微分回路、12・・・・・反転回路、1己、15
.18.21・・・・・設定器、44.17・・・・・
乗算器、16゜49.20・・・・・加算器、22・・
・・・比較器、2ろ・・・・・符号判定回路、24・・
・・・ゲート回路、25・・・・・金型操作装置 特許出願人 宇部興産株式会社 第1図 第2図 to   t+      tz     Bう開手続
補正書 昭和s7年72月23日 特許庁長官 殿 1、 事件の表示 特願昭57−174016号 2 発明の名称 金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法および装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 郵便番号 755 山口県宇部市西本町1丁目12番32号電話 03(5
81)5311 4 補正命令の日刊 補正命令はない。 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面。 6 補iFの内容 (1)明細書の第11頁の下から第2〜1行の1−y、
c、  λ]を、[密度、比熱、熱伝導率]に補正する
。 (2)第2図を別紙どおり補正する。 以  上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金型の鋳壁面近傍温度を測定すると同時に。 その温度の時間的変化割合を演算し、鋳壁面近傍の温度
    勾配および湿度分布を近似計算し、この温度分布より全
    型内溶湯温度を予測演算し、この予測溶湯温度が金型、
    鋳造条件等に基づいて予め設定されている設定温度に達
    したら、金型の型開を行うようにしだ金型鋳造における
    鋳物冷却時間の制御方法。
  2. (2)溶湯が最適な冷却状態に近づくと鋳壁面近傍湯度
    の時間的変化率(dT/dt)が小さくなること、すな
    わち、温度勾配の変化率(a2T /θX2)が小さく
    なることに基づき、温度分布を直線近似・  とするこ
    とにより、P壁面近傍温度の測定値から全型内溶湯温度
    を予測演算するようにした特許請求の範囲第1項記載の
    金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法。
  3. (3)金型の鋳壁面近傍の温度に対応した電気信号を出
    力する温度検出素子と、その電気信号を所定の電圧信号
    又は電流信号に変換する入力変換回路と、該入力変換回
    路の出力信号を時間により微分する微分回路と、該微分
    回路の出力信号の符号を反転させる反転回路と、該反転
    回路の出力信号に溶湯と鋳壁面近傍の湯度検出点との代
    表長さを掛ける第1の乗算器と、該第1の乗算器の出力
    信号に補正係数を加算する第1の加算器と、該第1の加
    算器の出力信号に前記代表長さを捌ける第2の乗算器と
    、該第2の乗算器の出力信号に補正係数を加算する第2
    の加算器と、該第2の加算器の出力信号と前記入力変換
    回路の出力信号を加算することにより溶湯温度に対応し
    た予測信号を算出する第ろの加算器と、該第ろの加算器
    の出力信号と、金型、鋳造条件等に基づく設定温度を設
    定する設定器からの出力信号とを比較し、溶湯温度の予
    測信号が設定器の出力信号に達するとON −OFF信
    号を出力する比較器と、前記反転回路まだは微分回路の
    出力信号の符号を判定し正の場合に0N−OFF信号を
    出力する符号判定回路と、該符号判定回路の出力信号に
    より前記比較器の出力信号を入−切するゲート回路と、
    該ゲート回路の出力信号により金型の型開動作を行う金
    型操作装置を備えだ金型鋳造における鋳物冷却時間の制
    御装置。
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JP2006026717A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Toyota Motor Corp 金型熱量測定方法、温度制御方法、熱量測定装置および温度制御装置

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