JPS63119947A - 鋳型曲面形状の形成方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシェル鋳型に緩やかな曲面形状を形成する方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、中空のシェル中子は外型と内型とからなる金型
を３００℃程度に昇温させておき、該金型の外型と内型
とによって形成されたキャビティ内にシェル砂をエアー
ブローによって吹き込んで充てんし、そして充てんした
シェル砂が該金型の熱により固化した後、型開きして取
り出すことにより製造されている。このようにして製造
された中子は金型の形状どおりに造形されている。した
がって、緩やかな曲面形状を有するシェル中子を造型す
る場合、緩やかな曲面形状に加工した金型を用いている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したように緩やかな曲面形状を有す
るシェル中子を造形するために緩やかな曲面形状に加工
した金型を用いるが、金型を緩やかな曲面形状、例えば
２００簡の長さで央部が１■以内の凹又は凸となるよう
な形状に加工することは難しく、例えば放電加工法やプ
ラズマ加工法によって少しずつ加工しなければならず、
加工に多くの時間を費やしている。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、緩やかな
曲面形状に加工した型を用いずに、緩やかな曲面形状を
有するシェル鋳型を形成する方法を提供することを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の鋳型曲面形状の形成方法は、外型と内型に温度
差を付けて昇温した金型の外型と内型とによって形成さ
れたキャビティ内にシェル砂を充てんし、所定時間経過
後部分固化したシェル砂を取り出すことを特徴とするも
のである。

本発明で用いるシェル砂はフェノール樹脂等の結合剤と
砂からなり、加熱により硬化するもので鋳型の造型に通
常用いられるものが使用できる。

本発明では、外型と内型に温度差を付けることにより生
じる、部分固化したシェル砂の熱膨張量の差によってそ
の部分固化したシェル砂が、型から取り出した後に層性
変形することを利用して曲面形状を形成するものである
ので、部分固化したシェル砂の型からの取り出しは、シ
ェル砂が型内で内部までかなり固化した状態で取り出す
と、部分固化したシェル砂は型どうりの形状となり、曲
面形状は得られず、また、はとんど固化しないうちに取
り出すと、割れたり、壊れてしまうため、必要な機械的
強度が祷られ、かつ完全には固化していない程麓に固化
したときに行うことが好ましい。

この曲面形状の凹凸の程度はシェル砂の組成、型温、外
型と内型の温度差及び成形時間を調節することにより変
えることができる。

〔作用〕

外型と内型に温度差を付けて昇温した金型の外型と内型
とによって形成されたキャビティ内にシェル砂を充てん
すると、シェル砂が金型の熱により表面から固化し始め
る。所定時間経過後、シェル砂の表面側が固化し、内部
が固化していない程度に部分固化したシェル砂を取り出
すと、外型と内型の温度差により部分固化したシェル砂
の外側と内側に温度差が付いているため、外側と内側の
熱膨張量の差により部分固化したシェル砂は曲面形状に
湾曲する。そして部分固化したシェル砂自体の熱により
完全に固化し、曲面形状を有する鋳型が得られる。

〔実施例〕

本発明を実施例により図面を参照して説明する。

実施例１ 本夾施例に用いる金型は、第１図（ａ）、（−１（Ｃｌ
及び（ｄ）に示すように、可動型１と固定型２とからな
る外型３と、核外製の内側に入る内型とで構成され、可
動型１と固定型２とを合わせた状態で上部中央に開口部
７が形成され、その開口部７の下方に拡開する空間が形
成されている。

該空間に内型４を挿入すると、外型６の下部と内型４の
下部が嵌合し、外型３と内型４とでキャビティ６が形成
される。

上部は第１図（ａ）〜ｔｃ＋に示すように曲面で構成さ
れ、下部は、外型の下向を表わす第１図（ｄｌに示すよ
うに平面で構成されている。なお、図中、５ａは外型３
を加熱するヒータ、５ｂは内型３を加熱するヒータを示
す。

可動型１と固定型２とからなる外型６をヒータ５ａによ
って２９０℃に昇温させ、内型５ｂをヒータ５ｂによっ
て３３０℃に昇温させた。なお、型温はサイリスタ制鈎
により±５℃以内の精度で制御した。次いで金型上部の
開口部７からキャビティ６内にシェル砂をエアーブロー
によって吹き込んで充てんすると、金型の熱によりシェ
ル砂が金型の表面に接している部分から固化し始め、シ
ェル中子が形成され、内型が外型より高温であるため、
内型３に接しているシェル中子の内面側が外型４に接し
ている外面側より高温となり熱膨張の差により型内でシ
ェル中子に応力が作用するが、シェル中子の表面側が固
化し、内部が固化していない状態でシェル中子を型開き
して取り出すと、シェル中子に作用してる応力が開放さ
れ、第２図（ａｌに示すようにシェル中子８は平板部９
と曲面部１０とから構成されているため、シェル中子８
の下面図である第２図（ｂｌに示すようにシェル中子８
の下部の平板部９はその外面が緩やか凹曲面形状に、そ
して内面が緩やかな凸曲面形状に塑性変形した。

そして該シェル中子８は余熱により、更に、固化が進み
、来園化の内部まで完全に固化して、その緩やかな曲面
形状を固定した。その結果、冷却後もその形状を保持す
る。−万、曲面部１０は略牛球状及び略円筒状であるた
め、変形しなかった。

なお、シェル中子８の下部の平板部９は長辺が２１２諺
、短辺が１２０　ｍｍで、緩やかな曲面は長辺の中央が
両角より１５ｍ凹となった。本実施例の場合、温度差を
０″〜１００℃の範囲で変更することによりこの凹又は
６量１ｋｏＳ１閣の範囲で変化させることができる。

実施例２ 実施例１で用いた金型と同じ金型に、実施例１で用い九
のと同様のシェル砂を用いて、円型ｔ−２９０℃、外型
を３３０℃と実施例１とは逆に外型を内型より高温に設
定したこと以外は実施例１と同様にシェル砂を金型のキ
ャビティに充てんし、表面側が固化し、内部が固化して
いない状態で型開きしてシェル中子を取り出した。第１
図１ａｌに示すようにシェル中子８ａは、平板部９ａと
曲面部１０ＪＬとで構成されていて、型から取り出すと
、外面側が内面側より高温であることからその熱膨張の
差により型内で生じていた応力が開放されて、シェル中
子８＆の下面図である第３図（ｂｌこ示すように、その
平板部９ａの外面が緩やかな凸曲面形状に、そして内面
が緩やかな凹曲面形状に塑性変形した。そして該シェル
中子８ａは実施例１と同様に余熱により完全に固化し、
上記の緩やかな曲面形状が固定された。

なお、上記実施例では緩やかな曲面形状を形成しない部
分が熱膨張差により変形しない略球及び略円筒形状であ
ったため、型温全体に温度差を付けたが、目的とする部
分だけ型温に温度差を付けてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の鋳型曲面形状の形成方法は、上記したように、
外型と内型に温度差を付けて鋳型を造型するため、緩や
かな曲面形状に加工した金型を用いずに、シェルＭ型に
緩やかな曲面形状を形成することができる。更に、型の
温度差を調節することにより曲面形状の凹凸量１ｋ１１
４節することができ、一つの型で種々の曲面形状が祷ら
れる。

更にまた、本発明の方法はシェル鋳型のほか、充てん剤
を含む熱硬化性樹脂の成形の場合にも適用することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは本発明の実施例１の金型の合わせ面での
可動型備断面図、 第１図（ｂｌは第１図（ａｌの金型の合わせ面での固定
型面１ｇａｌ！ｆｒ面図、 第１図１ａｌは第１図１ａｌの金型の合わせ面と直交す
る面で切断した断面図、 第１図ｔｄ）は第１図（ａｌの金型の可動型と固定型の
下面図、 第２図（ａｌは本発明の実施例１のシェル中子の側面図
、 第２図１ｂ）は第２９ｆａ）のシェル中子の下面図、第
３図（Ｋｌは本発明の実施例２のシェル中子の側面図、 第３図（ｂ）は第３図（ａｊのシェル中子の下面図を表
わす。 図中、 １・・・可ｌＩｂ型　　　　２・・・固定型３・・・外
型　　　　　４・・・内型 ５ａ、５ｂ・・・ヒータ　６・・・キャビティ特許出願
人　トヨタ自動車株式会社 代理人９Ｐ理士　萼　　　　優　美ほか２名牙１図 （Ｑ）　　　　　　　（ｂ） ２−（ｉｆ定）！　　　４．内型　　　　６−キャビテ
ィ牙　２　図 才３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外型と内型に温度差を付けて昇温した金型の外型と内型
   とによつて形成されたキャビティ内にシェル砂を充てん
   し、所定時間経過後、部分固化したシェル砂を取り出す
   ことを特徴とする鋳型曲面形状の形成方法。