JP2018111124A - Metal mold device, vent pin and method for molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウムなどの軽金属の鋳造や樹脂の成形に用いる成形金型装置と、成形方法に関し、特にランナーやキャビティなどに存在するガスを速やかに外部へ排出することで高品質の成形品を得ることができる成形金型装置、ベントピン及び成形方法に関する。 The present invention relates to a molding die apparatus used for casting of light metals such as aluminum and molding of resin, and a molding method, and in particular, a high-quality molded product can be obtained by quickly exhausting gas existing in a runner or cavity to the outside. The present invention relates to a mold apparatus, a vent pin, and a molding method that can be obtained.
例えばダイカストによる鋳造では、金型内に存在する空気、水蒸気などのガスは、プランジャーで押される溶融金属によってキャビティ内へ入り込む。キャビティ内のガスを可能な限り外部へ排出した状態で成形することで、ダイカスト成形品の巣などの欠陥を低減できることが知られている。ダイカスト成形品の欠陥を低減する技術として、キャビティ内を減圧した状態でダイカストを行う真空ダイカスト法が広く用いられている。 For example, in casting by die casting, gas such as air and water vapor existing in the mold enters the cavity by the molten metal pushed by the plunger. It is known that defects such as a nest of a die-cast molded product can be reduced by molding in a state where the gas in the cavity is discharged as much as possible to the outside. As a technique for reducing defects in a die cast product, a vacuum die casting method in which die casting is performed in a state where the inside of a cavity is decompressed is widely used.
真空ダイカスト法では、キャビティ内の真空度を高めるための設備やメンテナンスを要し、コストが嵩むという問題がある。真空ダイカスト法を用いない方法として、成形用金型にガスを排出するためのベント部を設けることが行われている。図13(a)は一般的な成形用金型100の模式断面図である。この成形用金型100では、溶融金属はランナー101、ゲート102を通って、固定型103と可動型104で構成されたキャビティ105に充填される。その際、キャビティ105内などに存在したガスはオーバーフロー部106を通って金型の外部へ排出される。 In the vacuum die casting method, there is a problem that equipment and maintenance for increasing the degree of vacuum in the cavity are required and the cost increases. As a method not using the vacuum die casting method, providing a vent portion for discharging gas to a molding die is performed. FIG. 13A is a schematic cross-sectional view of a general molding die 100. In this molding die 100, molten metal passes through a runner 101 and a gate 102 and is filled into a cavity 105 constituted by a fixed die 103 and a movable die 104. At that time, the gas existing in the cavity 105 or the like passes through the overflow portion 106 and is discharged to the outside of the mold.
オーバーフロー部106にはベント部107が設けられており、このベント部107を通じてガスが金型の外部へ排出される。ベント部107は通常、図13(b)のように、オーバーフロー部106におけるキャビティ105と反対側に0.5mm程度の隙間が設けられ、キャビティ105から離れるに従って、この隙間が徐々に0.1mm程度まで狭められる形状となっている。このようなベント部107とすることでガスが排出され、溶融金属が鋳造圧によって吹き出さないものとされている。 The overflow part 106 is provided with a vent part 107 through which gas is discharged to the outside of the mold. As shown in FIG. 13B, the vent portion 107 is usually provided with a gap of about 0.5 mm on the opposite side of the overflow portion 106 from the cavity 105. As the distance from the cavity 105 increases, the gap gradually becomes about 0.1 mm. It has become a shape that can be narrowed to. By setting it as such a vent part 107, gas is discharged | emitted and a molten metal shall not be blown off by casting pressure.
しかし従来のベント部107は、キャビティ105から離れるに従って狭くなっているため、ガスの排気抵抗が大きい。さらに溶融金属がベント部107に入り込み、凝固することで、ガスの排出を阻害することにもなる。このようなことから、従来のベント部107によるガスの排出は十分とはいえず、それに伴いダイカスト成形品の品質をより向上させることは困難であった。 However, since the conventional vent part 107 becomes narrow as it leaves | separates from the cavity 105, the exhaust_gas | exhaustion resistance of gas is large. Further, the molten metal enters the vent portion 107 and solidifies, thereby inhibiting gas discharge. For this reason, it cannot be said that the gas is exhausted sufficiently by the conventional vent portion 107, and accordingly, it is difficult to further improve the quality of the die cast product.
特許文献1には、キャビティ内で成形された成形品を押し出すための押出ピンの先端に、後方へ向かって狭まるくさび状の切り欠きを設け、この切り欠きの後方に溝を設けることでガスを排出する押出ピンが記載されている。特許文献2には、キャビティに繋がるランナーを押し出す押出ピンの先端に同様の切り欠きを設けて、ガスを排出する方法が記載されている。特許文献3のように、キャビティに設けたチルベントによってガスを排出する方法も知られている。 In Patent Document 1, a wedge-shaped notch that narrows toward the rear is provided at the tip of an extrusion pin for extruding a molded product molded in a cavity, and gas is provided by providing a groove behind the notch. The extrusion pin to be discharged is described. Patent Document 2 describes a method of discharging gas by providing a similar notch at the tip of an extrusion pin that pushes out a runner connected to a cavity. As disclosed in Patent Document 3, a method of discharging gas by a chill vent provided in a cavity is also known.
特許文献2の方法をダイカストによるアルミニウム鋳造に用い、キャビティの手前のランナーでガスの排出を行ったところ、従来のベント部でガスの排出を行うよりも良好なダイカスト成形品が得られた。しかし、この方法でのガスの排出量は十分ではなく、高品質のダイカスト成形品を得ることは困難である。特許文献3のチルベントを用いる方法であっても、ガスの排出量を飛躍的に向上させることはできず、ダイカスト成形品の品質もそれに伴うものである。 When the method of Patent Document 2 was used for aluminum casting by die casting, and gas was discharged by a runner in front of the cavity, a better die cast product was obtained than when gas was discharged at a conventional vent part. However, the amount of gas discharged by this method is not sufficient, and it is difficult to obtain a high-quality die-cast product. Even with the method using the chill vent of Patent Document 3, the amount of gas discharge cannot be dramatically improved, and the quality of the die-cast molded product is also accompanied by this.
型開時に得られた成形品には、押出ピンによって押された押出痕が残る。特許文献2のガスの排出方法では、例えば図14のようにランナーに押出ピンの先端のくさび状痕が、尖った形で残存し、ランナーの切除作業中などに手を損傷するおそれがあり、作業効率を低下させるといった問題が生じていた。 Extrusion marks pressed by the extrusion pin remain in the molded product obtained at the time of mold opening. In the gas discharge method of Patent Document 2, for example, as shown in FIG. 14, the wedge-shaped trace at the tip of the extrusion pin remains on the runner in a sharp shape, and there is a risk that the hand may be damaged during the excision work of the runner. There has been a problem of lowering work efficiency.
そこで本発明は従来技術の問題点に鑑み、ガスの排出量を飛躍的に向上させることができ、それと共に作業効率を維持することのできる成形金型装置、ベントピン及び成形方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the problems of the prior art, the present invention provides a molding die device, a vent pin, and a molding method that can dramatically improve the amount of gas discharged and maintain work efficiency. Objective.
本発明の成形金型装置は、溶融材料が充填されるキャビティを構成する成形金型と、この成形金型に設けられ、当該キャビティ又はこのキャビティに出入りする溶融材料の流通路に連通するピン孔に嵌挿された円柱状のベントピンとを備え、前記ベントピンとこのベントピンが嵌挿される前記ピン孔との隙間に、当該ベントピンの長手方向に沿ってガスを排出するベント部が構成され、前記ベント部は、前記ベントピンの先端外周面と前記ピン孔の内周面で構成され、かつ当該先端外周面と当該内周面の直径差を0.02〜0.50mmとした環状のガス導入口と、このガス導入口からベントピン後方に向かって当該ガス導入口よりもガスの通気抵抗が小さくなるように広く構成された排出路と、を有しており、前記ガス導入口の軸方向長さが1.00〜11.00mmとされているものである。 A molding die apparatus according to the present invention includes a molding die that forms a cavity filled with a molten material, and a pin hole that is provided in the molding die and communicates with the cavity or a flow path of molten material that enters and exits the cavity. A vent portion for discharging gas along the longitudinal direction of the vent pin is formed in a gap between the vent pin and the pin hole into which the vent pin is inserted. The portion is configured by an outer peripheral surface of the tip of the vent pin and an inner peripheral surface of the pin hole, and an annular gas inlet having a diameter difference of 0.02 to 0.50 mm between the outer peripheral surface of the tip and the inner peripheral surface. And a discharge path that is configured to have a gas ventilation resistance that is smaller than that of the gas introduction port from the gas introduction port toward the rear of the vent pin, and the axial length of the gas introduction port. One in which there is a 1.00~11.00mm.
本発明によれば、ベントピンとピン孔との隙間で構成されたベント部が、ベントピンの先端外周面とピン孔の内周面で構成され、かつ当該先端外周面と当該内周面の直径差を0.02〜0.50mmとした円環状のガス導入口と、このガス導入口からベントピン後方に向かって当該ガス導入口よりもガスの通気抵抗が小さくなるように広く構成された排出路とを有している。ベント部は、オーバーフロー部に設けられている従来のものとは異なり、キャビティやランナーなどの流通路に直接的に連通しており、キャビティや流通路に近いガス導入口が薄く、キャビティや流通路から遠い排出路が広くなっている。このベント部では、キャビティや流通路に直接的に連通するガス導入口で一旦絞られているため、ガスの排出速度が増大し、その先の、ガス導入口よりも広くなっている排出路で、ガス導入口を通過した後のガスの通気抵抗を減らすことができる。これにより、ガスの排出量を向上させることができる。成形品には尖った異形部分はなく、後加工の作業中に手を損傷することはない。これにより作業効率を維持することができる。 According to the present invention, the vent portion configured by the gap between the vent pin and the pin hole is configured by the tip outer peripheral surface of the vent pin and the inner peripheral surface of the pin hole, and the diameter difference between the tip outer peripheral surface and the inner peripheral surface. An annular gas introduction port having a diameter of 0.02 to 0.50 mm, and a discharge passage that is configured to be wider from the gas introduction port toward the rear of the vent pin so that the gas ventilation resistance is smaller than that of the gas introduction port. have. Unlike the conventional one provided in the overflow part, the vent part directly communicates with the flow path such as the cavity and the runner, and the gas inlet near the cavity and the flow path is thin, and the cavity and the flow path Discharge path far from is wide. In this vent part, since it is once throttled at the gas inlet that communicates directly with the cavity and the flow passage, the gas discharge speed increases, and in the discharge path that is wider than the gas inlet, The gas ventilation resistance after passing through the gas inlet can be reduced. Thereby, the discharge | emission amount of gas can be improved. The molded product has no sharp profile and does not damage the hand during post-processing operations. Thereby, work efficiency can be maintained.
前記ガス導入口の長さが1.00〜11.00mmとされているため、適切な通気抵抗が得られ、溶融金属の吹き出しを防止することができる。 Since the length of the gas inlet is set to 1.00 to 11.00 mm, an appropriate ventilation resistance can be obtained, and blowing of molten metal can be prevented.
前記排出路のベントピン径方向における最大深さhは、下記式を満たし且つ2.00mm以下であることが好ましい。
r<h<(D/4)
但し、rはベントピンの先端外周面とピン孔の内周面との直径差、Dはベントピンの直径。この場合、ガス導入口を通過した後のガスの通気抵抗を効果的に低減し、それと共に溶融材料の吹き出しを防止することができる。
The maximum depth h in the vent pin radial direction of the discharge path preferably satisfies the following formula and is 2.00 mm or less.
r <h <(D / 4)
Where r is the difference in diameter between the outer peripheral surface of the tip of the vent pin and the inner peripheral surface of the pin hole, and D is the diameter of the vent pin. In this case, it is possible to effectively reduce the gas ventilation resistance after passing through the gas inlet and to prevent the molten material from blowing out.
前記排出路は、例えば前記ベントピンの周面に周方向に所定間隔をおいて形成された長手方向に伸びる複数の面取部と、前記ピン孔の内周面と、で構成された複数の排気通路を有しているものとすればよい。この場合、ガス導入口を通過した後のガスの適切な通気抵抗を得ることができる。 For example, the discharge path includes a plurality of chamfered portions extending in the longitudinal direction formed at a predetermined interval in the circumferential direction on the peripheral surface of the vent pin, and a plurality of exhaust air configured by an inner peripheral surface of the pin hole. What is necessary is just to have a channel | path. In this case, it is possible to obtain an appropriate gas flow resistance after passing through the gas inlet.
前記各排気通路における軸方向と直交する方向の幅は1〜20mmであることが好ましい。各排気通路における軸方向と直交する方向の幅を1〜20mmとすることで、ガス導入口を通過した後のガスを速やかに排出することができる。 The width of each exhaust passage in the direction orthogonal to the axial direction is preferably 1 to 20 mm. By setting the width of each exhaust passage in the direction orthogonal to the axial direction to 1 to 20 mm, the gas after passing through the gas inlet can be quickly discharged.
他の排出路として、前記排出路が、前記ベントピンの周面に形成された長手方向に伸びる単一の面取部と、前記ピン孔の内周面と、で構成された単一の排気通路を有しているものとしてもよい。この場合、ガス導入口を通過した後のガスの適切な通気抵抗を得ることができる。 As another discharge path, the discharge path is composed of a single chamfered portion extending in the longitudinal direction formed on the peripheral surface of the vent pin and an inner peripheral surface of the pin hole. It is good also as what has. In this case, it is possible to obtain an appropriate gas flow resistance after passing through the gas inlet.
前記ベントピンの先端外周面に、前記ガス導入口のベントピン長手方向全長に渡る溝を形成してもよい。この場合、ガス導入口におけるガスの適切な通気抵抗を維持しつつ、ガスの通気量を増やすことができる。 You may form the groove | channel over the vent pin longitudinal direction full length of the said gas introduction port in the front-end | tip outer peripheral surface of the said vent pin. In this case, it is possible to increase the amount of gas flow while maintaining an appropriate gas flow resistance at the gas inlet.
前記排出路におけるガス導入口側端部から反対側へ向かって少なくとも3mmの範囲は、同一の断面形状を有していることが好ましい。排出路のガス導入口側端部の近傍に例えば凹部又は凸部を設けないことで、ガスの排出をスムーズに行うことができる。 It is preferable that the range of at least 3 mm from the gas inlet side end portion in the discharge path to the opposite side has the same cross-sectional shape. By not providing, for example, a concave portion or a convex portion in the vicinity of the gas inlet side end of the discharge path, gas can be discharged smoothly.
前記ベントピンの先端が前記流通路の内面よりも軸方向後方に入り込んでいるか、又は前記流通路の内面よりも軸方向前方に突出していることが好ましい。この場合、溶湯等の溶融材料に圧力変化が生じ、溶湯とガスの分離を図られ、ベントピンによるガス抜き効率を向上させることができる。 It is preferable that the tip of the vent pin penetrates axially rearward from the inner surface of the flow passage, or protrudes axially forward from the inner surface of the flow passage. In this case, a pressure change occurs in the molten material such as the molten metal, the molten metal and the gas are separated, and the degassing efficiency by the vent pin can be improved.
前記ベント部は、溶融材料の流速又は圧力の変化が高くなる高変化部でガス排出されるように設けられていることが好ましい。溶融材料の流速とそれに伴い圧力が変化する高変化部では、ガスと溶融材料の比重差で、ガスが分離排出されるため、ガスをより効果的に排出でき、ガスの排出量をさらに大きくすることができる。 It is preferable that the vent portion is provided so that gas is discharged at a high change portion where a change in flow rate or pressure of the molten material increases. In the high-change part where the flow rate of the molten material and the pressure change accordingly, the gas is separated and discharged due to the difference in specific gravity between the gas and the molten material, so that the gas can be discharged more effectively and the amount of gas discharged is further increased. be able to.
前記キャビティに、溶融材料を溜めるための、製品重量の1/4以上の重量を有するオーバーフロー部が前記流通路を介して設けられており、前記高変化部が製品形状により流速が変化する部位であることが好ましい。溶湯等の溶融材料は流れが止まると凝固が進み、凝固が進むとガス抜きは不可能になる。このため、大きめのオーバーフローを設け、キャビティ内に溶湯の流れを作り、ガスと溶湯の分離を図り、高変化部を製品形状により流速が変化する部位とし、ベント部を適切に配置する。これにより、効率的にガス抜きが行われ、製品品質を向上させることができる。 An overflow portion having a weight of 1/4 or more of a product weight for accumulating molten material is provided in the cavity via the flow passage, and the high change portion is a portion where the flow velocity changes depending on the product shape. Preferably there is. When the flow of the molten material such as molten metal stops, solidification progresses, and when solidification progresses, degassing becomes impossible. For this reason, a large overflow is provided, a flow of the molten metal is created in the cavity, the gas and the molten metal are separated, the high change portion is set as a portion where the flow velocity changes depending on the product shape, and the vent portion is appropriately arranged. Thereby, degassing is performed efficiently and product quality can be improved.
前記高変化部は、例えば前記ランナーの屈曲箇所である。前記流通路となる、溶融材料を導入するランナーと、前記キャビティへの溶融材料の注入口となるゲートと、が存在している場合、前記高変化部は、前記ランナーと前記ゲートとの境目部分である。また、前記高速変化部は、前記オーバーフロー部の流通路である。 The high change portion is, for example, a bent portion of the runner. In the case where a runner that introduces the molten material serving as the flow path and a gate that serves as an inlet for the molten material into the cavity exist, the high change portion is a boundary portion between the runner and the gate. It is. The high speed changing portion is a flow path of the overflow portion.
本発明のベントピンは、上記の成形金型装置に使用するベントピンであって、前記ピン孔の内周面との間で前記ガス導入口を構成する先端外周面と、この先端外周面に軸方向後方に向かって連続形成され、前記ピン孔の内周面との間で前記排出路を構成する外側面と、を有していることを特徴とするものである。 The vent pin of the present invention is a vent pin used in the molding die device described above, and includes a front end outer peripheral surface constituting the gas introduction port between the pin hole and an inner peripheral surface of the pin hole, and an axial direction on the front end outer peripheral surface. And an outer side surface which is formed continuously toward the rear and forms the discharge path with the inner peripheral surface of the pin hole.
上記本発明のベントピンを使用した成形金型装置によれば、ベントピンとピン孔との隙間で構成されたベント部が、ベントピンの先端外周面とピン孔の内周面で構成され、かつ当該先端外周面と当該内周面の直径差を0.02〜0.50mmとした円環状のガス導入口と、このガス導入口からベントピン後方に向かって当該ガス導入口よりもガスの通気抵抗が小さくなるように広く構成された排出路とを有している。ベント部は、オーバーフロー部に設けられている従来のものとは異なり、キャビティやランナーなどの導入路に直接的に連通しており、キャビティや導入路に近いガス導入口が薄く、キャビティや導入路から遠い排出路が広くなっている。このベント部では、キャビティや導入路に直接的に連通するガス導入口で一旦絞られているため、ガスの排出速度が増大し、その先の、ガス導入口よりも広くなっている排出路で、ガス導入口を通過した後のガスの通気抵抗を減らすことができる。これにより、ガスの排出量を飛躍的に向上させることができる。成形品には尖った異形部分はなく、後加工の作業中に手を損傷することはない。これにより作業効率を維持することができる。また、ガス導入口の長さが1.00〜11.00mmとされているため、適切な通気抵抗が得られ、溶融金属の吹き出しを防止することができる。 According to the molding die apparatus using the vent pin of the present invention, the vent part constituted by the gap between the vent pin and the pin hole is constituted by the tip outer peripheral surface of the vent pin and the inner peripheral surface of the pin hole, and the tip An annular gas inlet having a diameter difference between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of 0.02 to 0.50 mm, and a gas ventilation resistance smaller than that of the gas inlet from the gas inlet toward the rear of the vent pin. And a discharge path that is widely configured. Unlike the conventional one provided in the overflow part, the vent part communicates directly with the introduction path such as the cavity and the runner, and the gas inlet near the cavity and the introduction path is thin, and the cavity and the introduction path Discharge path far from is wide. In this vent part, since the gas introduction port that directly communicates with the cavity and the introduction path is once throttled, the gas discharge speed increases, and the exhaust path that is wider than the gas introduction port beyond that The gas ventilation resistance after passing through the gas inlet can be reduced. Thereby, the discharge amount of gas can be improved dramatically. The molded product has no sharp profile and does not damage the hand during post-processing operations. Thereby, work efficiency can be maintained. Moreover, since the length of the gas inlet is set to 1.00 to 11.00 mm, an appropriate ventilation resistance can be obtained, and blowing of molten metal can be prevented.
本発明の成形方法は、上記発明の成形金型装置を用いて成形を行う成形方法であって、前記ガス導入口でガスの排出速度を増大させ、前記排出路で当該ガス導入口を通過した後のガスの通気抵抗を低減することを特徴とするものである。 The molding method of the present invention is a molding method in which molding is performed using the molding die apparatus of the above invention, wherein the gas introduction speed is increased at the gas inlet, and the gas inlet is passed through the outlet. It is characterized by reducing the gas flow resistance afterwards.
本発明の成形方法で用いられる成形金型装置では、ベントピンとピン孔との隙間で構成されたベント部が、ベントピンの先端外周面とピン孔の内周面で構成され、かつ当該先端外周面と当該内周面の直径差を0.02〜0.50mmとした円環状のガス導入口と、このガス導入口からベントピン後方に向かって当該ガス導入口よりも広く構成された排出路とを有している。ベント部は、オーバーフロー部に設けられている従来のものとは異なり、キャビティやランナーなどの導入路に直接的に連通しており、キャビティや導入路に近いガス導入口が薄く、キャビティや導入路から遠い排出路が広くなっている。このベント部では、キャビティや導入路に直接的に連通するガス導入口で一旦絞られているため、ガスの排出速度が増大し、その先の、ガス導入口よりも広くなっている排出路で、ガス導入口を通過した後のガスの通気抵抗を減らすことができる。これにより、ガスの排出量を飛躍的に向上させることができる。成形品には尖った異形部分はなく、後加工の作業中に手を損傷することはない。これにより作業効率を維持することができる。また、ガス導入口の長さが1.00〜11.00mmとされているため、適切な通気抵抗が得られ、溶融金属の吹き出しを防止することができる。 In the molding die apparatus used in the molding method of the present invention, the vent portion constituted by the gap between the vent pin and the pin hole is constituted by the tip outer peripheral surface of the vent pin and the inner peripheral surface of the pin hole, and the tip outer peripheral surface. And an annular gas inlet having a diameter difference between the inner peripheral surface of 0.02 and 0.50 mm, and a discharge path that is wider than the gas inlet from the gas inlet toward the rear of the vent pin. Have. Unlike the conventional one provided in the overflow part, the vent part communicates directly with the introduction path such as the cavity and the runner, and the gas inlet near the cavity and the introduction path is thin, and the cavity and the introduction path Discharge path far from is wide. In this vent part, since the gas introduction port that directly communicates with the cavity and the introduction path is once throttled, the gas discharge speed increases, and the exhaust path that is wider than the gas introduction port beyond that The gas ventilation resistance after passing through the gas inlet can be reduced. Thereby, the discharge amount of gas can be improved dramatically. The molded product has no sharp profile and does not damage the hand during post-processing operations. Thereby, work efficiency can be maintained. Moreover, since the length of the gas inlet is set to 1.00 to 11.00 mm, an appropriate ventilation resistance can be obtained, and blowing of molten metal can be prevented.
本発明によれば、ガス導入口によってガスの排出速度が増大し、その先の排出路でガス導入口を通過した後のガスの通気抵抗を減らすことができる。これにより、ガスの排出量を飛躍的に向上させることができる。成形品には尖った異形部分はなく、後加工の作業中に手を損傷することはないため、作業効率を維持することができる。 According to the present invention, the gas discharge speed is increased by the gas inlet, and the gas ventilation resistance after passing through the gas inlet in the previous discharge path can be reduced. Thereby, the discharge amount of gas can be improved dramatically. Since the molded product does not have a sharp deformed portion and does not damage the hand during the post-processing operation, the work efficiency can be maintained.
本発明の実施形態について、ダイカスト成形を例に挙げて説明する。図1は本発明の一実施形態に係る成形金型装置1を備えるダイカスト装置2の模式断面図であり、図2は本発明の一実施形態に係る成形金型装置1の断面図である。このダイカスト装置2は、ダイカスト成形品を得るための鋳造装置であり、キャビティ3を構成する成形金型4を有する成形金型装置1と、キャビティ3へ溶融材料である溶融金属を加圧状態で充填する加圧機構5と、溶融金属を成形金型4と加圧機構5間の供給路6へ供給する材料供給部7とを備えている。 An embodiment of the present invention will be described by taking die casting as an example. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a die casting apparatus 2 including a molding die apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the molding mold apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. This die casting apparatus 2 is a casting apparatus for obtaining a die cast product, and a molding die apparatus 1 having a molding die 4 constituting the cavity 3 and a molten metal as a molten material in the cavity 3 in a pressurized state. A pressurizing mechanism 5 for filling and a material supply unit 7 for supplying molten metal to a supply path 6 between the molding die 4 and the pressurizing mechanism 5 are provided.
成形金型装置1は、溶融材料が充填されるキャビティ3を構成する成形金型4と、この成形金型4に設けられたピン孔8に嵌挿された円柱状の押出ピン(ベントピン)9とを備えている。加圧機構5は溶融金属の貯留部、油圧シリンダー10、及びこの油圧シリンダー10内に導入されたプランジャー11などからなる。成形金型4と加圧機構5間の供給路6へ導入された溶融金属は、プランジャー11の圧力でキャビティ3へ充填される。 The molding die apparatus 1 includes a molding die 4 constituting a cavity 3 filled with a molten material, and a cylindrical extrusion pin (vent pin) 9 fitted in a pin hole 8 provided in the molding die 4. And. The pressurizing mechanism 5 includes a molten metal reservoir, a hydraulic cylinder 10, a plunger 11 introduced into the hydraulic cylinder 10, and the like. Molten metal introduced into the supply path 6 between the molding die 4 and the pressurizing mechanism 5 is filled into the cavity 3 by the pressure of the plunger 11.
成形金型4は、主型15と、この主型15に嵌め込まれた入れ子16で構成されている。主型15は、固定主型17と可動主型18とからなり、固定主型17には、固定側入れ子19が嵌め込まれ、可動主型18には、可動側入れ子20が嵌め込まれている。入れ子16は、固定側入れ子19と、この固定側入れ子19に対して進退自在とされて型閉状態と型開状態に変更可能に設けられた可動側入れ子20とで構成されている。これら固定側入れ子19と可動側入れ子20でキャビティ3が構成されると共に、成形金型4内には、湯道となるゲートやランナーなどの流通路が構成されている。 The molding die 4 includes a main mold 15 and a nest 16 fitted into the main mold 15. The main mold 15 includes a fixed main mold 17 and a movable main mold 18. A fixed side insert 19 is fitted into the fixed main mold 17, and a movable side insert 20 is fitted into the movable main mold 18. The nesting 16 includes a fixed nesting 19 and a movable nesting 20 that can be moved back and forth with respect to the fixed nesting 19 and can be changed between a mold closed state and a mold open state. The fixed side insert 19 and the movable side insert 20 constitute a cavity 3, and a flow path such as a gate or a runner serving as a runner is formed in the molding die 4.
成形金型4の型閉後、材料供給部7から溶融したアルミニウム(以下溶湯)が供給路6へ流し込まれ、加圧機構5のプランジャー11が前方へ動き、供給路6内の溶湯が成形金型4へ移送される。溶湯はランナー、ゲートなどを通ってキャビティ3へ流入し、充填される。その後、溶湯がキャビティ3で固化し成形品となる。成形金型4を型開状態とした後、固化した成形品が押出ピン9に押し出されて成形金型4から離型される。 After the mold 4 is closed, molten aluminum (hereinafter referred to as molten metal) is poured into the supply path 6 from the material supply unit 7, the plunger 11 of the pressurizing mechanism 5 moves forward, and the molten metal in the supply path 6 is molded. It is transferred to the mold 4. The molten metal flows into the cavity 3 through a runner, a gate, etc. and is filled. Thereafter, the molten metal is solidified in the cavity 3 to form a molded product. After the molding die 4 is opened, the solidified molded product is pushed out by the extrusion pin 9 and released from the molding die 4.
図3はランナー12に設けられたピン孔8に押出ピン9が挿嵌されている状態の断面図であり、図4は押出ピン9の正面図であり、図5は押出ピン9の斜視図であり、図6は押出ピン9がピン孔8に挿嵌されている状態の要部拡大断面図である。押出ピン9とこの押出ピン9が嵌挿されるピン孔8との隙間に、当該押出ピン9の長手方向に沿って、ランナー12やキャビティ3のガスを排出するベント部13が構成されている。 3 is a cross-sectional view of a state where the push pin 9 is inserted into the pin hole 8 provided in the runner 12, FIG. 4 is a front view of the push pin 9, and FIG. 5 is a perspective view of the push pin 9. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part in a state where the push pin 9 is inserted into the pin hole 8. In the gap between the push pin 9 and the pin hole 8 into which the push pin 9 is inserted, a vent portion 13 for discharging the gas from the runner 12 and the cavity 3 is formed along the longitudinal direction of the push pin 9.
ベント部13は、押出ピン9の先端外周面9aとピン孔8の内周面8aで構成された円環状のガス導入口21と、このガス導入口21から押出ピン後方に向かってガスの通気抵抗が小さくなるように当該ガス導入口21よりも広く構成された排出路22とを有している。ここでガス導入口21よりも広くとは、ガスの流路における流路方向の横断面積(図3では左右方向に直交する断面積)をガス導入口21よりも大きくすることを意味する。排出路22の横断面積がガス導入口21の横断面積よりも大きく、排出路22の軸方向後方への長さもガス導入口21よりも十分に長くなっており、ガス導入口21を通過したガスを軸方向後方へ向けて速やかに流すことができる。 The vent portion 13 has an annular gas inlet 21 formed by the tip outer peripheral surface 9a of the push pin 9 and the inner peripheral surface 8a of the pin hole 8, and gas ventilation from the gas inlet 21 toward the rear of the push pin. It has a discharge path 22 that is wider than the gas inlet 21 so as to reduce the resistance. Here, being wider than the gas introduction port 21 means that the cross-sectional area of the gas flow passage in the flow direction (the cross-sectional area perpendicular to the left-right direction in FIG. 3) is made larger than that of the gas introduction port 21. The cross-sectional area of the discharge passage 22 is larger than the cross-sectional area of the gas introduction port 21, and the length of the discharge passage 22 in the axial direction rearward is sufficiently longer than the gas introduction port 21. Can flow quickly toward the rear in the axial direction.
ガス導入口21の一部となる、押出ピン9の先端部分9sは円柱状であり、押出ピン9の先端外周面9aとピン孔8の内周面8aの直径差rは0.02〜0.50mmが好ましく、0.05〜0.35mmがより好ましい。ベントピンである押出ピン9の先端9sが流通路であるランナー12の内面12aよりも軸方向後方に入り込んでいる本実施形態の場合、ガス導入口21の一部となる、押出ピン9の先端部分9sの軸方向長さnは1.0〜11.0mmが好ましく、より好ましくは3.0〜7.0mmである。従ってガス導入口21は内径と外径の直径差r:0.02〜0.50mm、軸方向長さn:1.0〜11.0mmの円筒状空間である。押出ピン9の先端外周面9aとピン孔8の内周面8aの直径差rを大きくするのに従って、押出ピン9の先端部分9sの軸方向長さnを長くすればよい。 The tip portion 9s of the push pin 9 that is a part of the gas inlet 21 is cylindrical, and the diameter difference r between the tip outer peripheral surface 9a of the push pin 9 and the inner peripheral surface 8a of the pin hole 8 is 0.02 to 0. .50 mm is preferable, and 0.05 to 0.35 mm is more preferable. In the case of this embodiment in which the tip 9s of the extrusion pin 9 that is a vent pin enters the axial direction rearward from the inner surface 12a of the runner 12 that is a flow passage, the tip portion of the extrusion pin 9 that becomes a part of the gas inlet 21 The axial length n of 9s is preferably 1.0 to 11.0 mm, more preferably 3.0 to 7.0 mm. Accordingly, the gas inlet 21 is a cylindrical space having a diameter difference r between the inner and outer diameters of 0.02 to 0.50 mm and an axial length n of 1.0 to 11.0 mm. As the diameter difference r between the distal outer peripheral surface 9a of the push pin 9 and the inner peripheral surface 8a of the pin hole 8 is increased, the axial length n of the distal end portion 9s of the push pin 9 may be increased.
ガス導入口21よりもガスの通気抵抗が小さくなるように広く構成された排出路22は、押出ピン9の周面に周方向に所定間隔をおいて形成された長手方向に伸びる複数の面取部(外側面)23と、ピン孔8の内周面8aと、で構成された複数の排気通路24を有している。面取部23は、先端外周面9aに軸方向後方に向かって連続形成されている。面取部23が存在する分だけ、ガス導入口21の軸方向後方側のガスの通気路が広がっている。即ち排出路22は、押出ピン9における面取部23が形成されていない外周面部分23aとピン孔8の内周面8aとの間の空間と、上記の複数の排気通路24と、で構成されている。 The discharge passage 22 that is configured to be wider than the gas introduction port 21 so that the gas ventilation resistance is smaller is a plurality of chamfers extending in the longitudinal direction formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the peripheral surface of the push pin 9. It has a plurality of exhaust passages 24 composed of a portion (outer surface) 23 and an inner peripheral surface 8 a of the pin hole 8. The chamfered portion 23 is continuously formed on the distal end outer peripheral surface 9a toward the rear in the axial direction. The gas passage on the axially rear side of the gas inlet 21 is expanded by the amount of the chamfer 23. That is, the discharge path 22 includes a space between the outer peripheral surface portion 23 a where the chamfered portion 23 of the push pin 9 is not formed and the inner peripheral surface 8 a of the pin hole 8, and the plurality of exhaust passages 24 described above. Has been.
複数の排気通路24は、押出ピン9の周方向に等間隔をおいて構成されている。本実施形態の排出路22は90°の角度をおいて等間隔に設けられた4つの排気通路24を有している。排出路を構成する排気通路の数は限定されない。 The plurality of exhaust passages 24 are configured at equal intervals in the circumferential direction of the push pin 9. The discharge passage 22 of the present embodiment has four exhaust passages 24 provided at equal intervals with an angle of 90 °. The number of exhaust passages constituting the discharge path is not limited.
各排気通路24は、押出ピン9の周面の一部が面取りされることで、平面視縦長の方形状に形成されている。各排気通路24の押出ピン径方向における最大深さhは下記式を満たし且つ2.00mm以下であることが好ましい。
r<h<(D/4)
但し、rはベントピンの先端外周面とピン孔の内周面との直径差、Dはベントピンの直径。
Each exhaust passage 24 is formed in a vertically long rectangular shape in plan view by chamfering a part of the peripheral surface of the push pin 9. The maximum depth h of each exhaust passage 24 in the radial direction of the push pin preferably satisfies the following formula and is 2.00 mm or less.
r <h <(D / 4)
Where r is the difference in diameter between the outer peripheral surface of the tip of the vent pin and the inner peripheral surface of the pin hole, and D is the diameter of the vent pin.
各排気通路24における軸方向と直交する方向の幅mは1〜20mmが好ましく、5〜15mmがより好ましい。なお、押出ピン径方向における最大深さhは、深い方がガス抜きには有利であるが、ピン強度の面から2mm限界となる。このため、ピン孔8の方を製品端面から10mm上離れた位置から、ピン径の1.2倍〜2.0倍に大きくすることより効果的にガス抜きできる。 1-20 mm is preferable and, as for the width m of the direction orthogonal to the axial direction in each exhaust passage 24, 5-15 mm is more preferable. The maximum depth h in the direction of the push pin diameter is more advantageous for degassing, but is limited to 2 mm from the viewpoint of pin strength. For this reason, degassing can be more effectively performed by increasing the pin hole 8 from a position 10 mm above the product end surface to 1.2 to 2.0 times the pin diameter.
ランナー12やキャビティ3に存在する空気などのガスは、ベント部13及びその先の流路を通じて成形金型4の外部へ排出される。移送されてきた溶湯はベント部13にも僅かに流入するが、ガス導入口21の入り口付近で固化し、ガス導入口21の隙間空間の奥深くまで入り込むことはない。ベント部13を薄い隙間空間のガス導入口21と、その先のこれよりも隙間空間を広げた複数の排気通路24で構成することによって次の作用を得ることができる。 Gases such as air existing in the runner 12 and the cavity 3 are discharged to the outside of the molding die 4 through the vent portion 13 and the flow path ahead. The transferred molten metal slightly flows into the vent portion 13, but solidifies in the vicinity of the inlet of the gas inlet 21 and does not enter deep into the gap space of the gas inlet 21. By configuring the vent portion 13 with a gas introduction port 21 in a thin gap space and a plurality of exhaust passages 24 having a gap space wider than that, the following action can be obtained.
ランナー12に溶湯が流入してくると、狭い隙間空間で構成されたガス導入口21の入り口付近が減圧され、ランナー12に存在するガスの排出速度が増大する。その先の複数の排気通路24はガス導入口21よりも広くなっているため、ガス導入口21を通過した後のガスの通気抵抗を減らすことができる。即ちガス導入口21でランナー12のガスの排出速度を増大させ、複数の排気通路24でガス導入口21を通過した後のガスの通気抵抗を低減する成形方法を行うことができる。この成形方法を行うことにより、ガスの排出量を飛躍的に向上させることができる。 When the molten metal flows into the runner 12, the vicinity of the inlet of the gas inlet 21 configured by a narrow gap space is depressurized, and the discharge speed of the gas existing in the runner 12 increases. Since the plurality of exhaust passages 24 ahead are wider than the gas inlet 21, the gas ventilation resistance after passing through the gas inlet 21 can be reduced. That is, it is possible to perform a molding method that increases the gas discharge speed of the runner 12 at the gas inlet 21 and reduces the gas ventilation resistance after passing through the gas inlet 21 through the plurality of exhaust passages 24. By performing this molding method, the amount of gas discharged can be dramatically improved.
ガス導入口21の軸方向長さnを1.0〜11.00mmとすることで、適切な通気抵抗が得られ、溶融金属の吹き出しを防止することができる。排出路22を構成する各排気通路24の押出ピン径方向における最大深さhを、上記式を満たし且つ2.00mm以下とすることで、ガス導入口21を通過した後のガスの通気抵抗を効果的に低減し、それと共に溶融材料の吹き出しを防止することができる。 By setting the length n in the axial direction of the gas inlet 21 to 1.0 to 11.00 mm, an appropriate ventilation resistance can be obtained, and the blowout of molten metal can be prevented. By setting the maximum depth h in the radial direction of the extrusion pin of each exhaust passage 24 constituting the discharge passage 22 to satisfy the above formula and not more than 2.00 mm, the gas ventilation resistance after passing through the gas inlet 21 is reduced. It can reduce effectively and the blowing of molten material can be prevented with it.
各排気通路24における軸方向と直交する方向の幅mを1〜20mmとすることで、ガス導入口21を通過した後のガスを速やかに排出することができる。各排気通路24の終端よりもさらに先の主型15の流路は、各排気通路24よりも大きい流路とすればよい。ガス導入口21及び各排気通路24の各部の寸法を上記の範囲とすることにより、溶湯の吹き出しを防止しながら、ランナー12やキャビティ3のガスを効率よく排出することができる。 By setting the width m of each exhaust passage 24 in the direction orthogonal to the axial direction to 1 to 20 mm, the gas after passing through the gas inlet 21 can be quickly discharged. The flow path of the main mold 15 further ahead of the end of each exhaust passage 24 may be a larger flow path than each exhaust passage 24. By setting the dimensions of each part of the gas inlet 21 and each exhaust passage 24 within the above ranges, the gas in the runner 12 and the cavity 3 can be efficiently discharged while preventing the molten metal from being blown out.
本実施形態のように、押出ピン9の先端9sが流通路であるランナー12の内面12aよりも軸方向後方に入り込んでいる場合の他、図3の仮想線で表されたように、ベントピンである押出ピン9の先端9sが流通路であるランナー12の内面12aよりも軸方向前方に突出しているようにしてもよい。この場合、溶湯等の溶融材料に圧力変化が生じ、溶湯とガスの分離を図られ、ベント部13によるガス抜き効率を向上させることができる。このように、ベントピンである押出ピン9の先端9sが軸方向前方に突出している場合においても、押出ピン9の先端部分9sの軸方向長さnは1.0〜11.0mmが好ましく、より好ましくは3.0〜7.0mmである。 As shown in the present embodiment, the tip 9s of the push pin 9 enters the rear side in the axial direction with respect to the inner surface 12a of the runner 12, which is a flow path, and, as shown by the phantom line in FIG. You may make it the front-end | tip 9s of a certain extrusion pin 9 protrude in the axial direction front rather than the inner surface 12a of the runner 12 which is a flow path. In this case, a pressure change occurs in the molten material such as the molten metal, the molten metal and the gas are separated, and the gas venting efficiency by the vent portion 13 can be improved. Thus, even when the tip 9s of the extrusion pin 9 that is a vent pin protrudes forward in the axial direction, the axial length n of the tip portion 9s of the extrusion pin 9 is preferably 1.0 to 11.0 mm. Preferably it is 3.0-7.0 mm.
例えば、押出ピン9を成形金型装置1に配置する際、ランナー12の内面12aを基準に軸方向に入り込ませる範囲d1の最大値を5mmとし、突出させる範囲d2の最大値を5mmとした範囲で位置調整すればよい。このようにすることで、溶湯に圧力変化が生じ、溶湯とガスの分離が図られ、ベント部13によるガス抜き効率が良好となる。従来では、押出ピン9の先端9sをランナー12の内面12aよりも軸方向後方に入り込ませていたが、押出ピン9の先端9sをランナー12の内面12aよりも軸方向前方に突出させる。 For example, when the extrusion pin 9 is arranged in the molding die device 1, a range d1 that is allowed to enter the axial direction with reference to the inner surface 12a of the runner 12 is 5 mm, and a range d2 that is projected is 5 mm. Adjust the position with. By doing in this way, a pressure change arises in a molten metal, separation of a molten metal and gas is achieved and the degassing efficiency by the vent part 13 becomes favorable. Conventionally, the tip 9s of the push pin 9 is inserted axially rearward from the inner surface 12a of the runner 12, but the tip 9s of the push pin 9 is protruded forward in the axial direction from the inner surface 12a of the runner 12.
ベントピンである押出ピン9の先端9sを突出させて、溶融材料である溶湯の流路が狭くなった分、流速が上がり、圧力が下がるため、気泡が大きくなり浮力で分離が容易になる。これにより、ガス抜き効果の向上が期待できる。なお、ベント部13を製品部で構成する場合は、押出ピン9の先端9sとランナー12の内面12aを面一とし、ランナーやオーバーフロー部に使う場合には、上述のようにランナー12の内面12aを基準に−5mm〜+5mmの範囲で位置調整すればよい。 The tip 9s of the extruding pin 9 that is a vent pin is protruded, and the flow rate of the molten material that is a molten material is narrowed. Therefore, the flow rate is increased and the pressure is decreased, so that bubbles are increased and separation is facilitated by buoyancy. Thereby, the improvement of the degassing effect can be expected. When the vent portion 13 is configured as a product portion, the tip 9s of the extrusion pin 9 and the inner surface 12a of the runner 12 are flush with each other, and when used in the runner or overflow portion, the inner surface 12a of the runner 12 as described above. The position may be adjusted in the range of −5 mm to +5 mm with reference to the above.
ベントピンである押出ピン9の先端9sを、ランナー12の内面12aよりも軸方向前方に突出させる場合、図3のように押出ピン9の先端に、テーパー状の抜き勾配部分40を設けるのが好ましい。この抜き勾配部分40を設ければ、ランナー12と押出ピン9とを互いに離型し易くすることができる。この抜き勾配部分40の角度は例えば10°程度である。また、押出ピン9を製品部分に配設した場合には、製品と押出ピン9とを互いに離型し易くすることができる。 When the tip 9s of the push pin 9 as a vent pin protrudes axially forward from the inner surface 12a of the runner 12, it is preferable to provide a tapered draft portion 40 at the tip of the push pin 9 as shown in FIG. . If the draft angle portion 40 is provided, the runner 12 and the extrusion pin 9 can be easily released from each other. The angle of the draft portion 40 is, for example, about 10 °. Moreover, when the extrusion pin 9 is disposed in the product portion, the product and the extrusion pin 9 can be easily released from each other.
図6を参照して、排出路22におけるガス導入口側端部から反対側へ向かって少なくとも3mmの範囲kは、同一の断面形状を有している。このような同一の断面形状を有する範囲kは3mmが好ましく、より好ましくは5mm、さらに好ましくは10mmである。このように、排出路22のガス導入口側端部の近傍を同一形状として、例えば凹部又は凸部を設けないことで、ガスの排出をスムーズに行うことができる。 Referring to FIG. 6, a range k of at least 3 mm from the gas inlet side end in the discharge path 22 toward the opposite side has the same cross-sectional shape. The range k having the same cross-sectional shape is preferably 3 mm, more preferably 5 mm, and still more preferably 10 mm. Thus, the vicinity of the gas inlet side end of the discharge path 22 has the same shape and, for example, no recess or protrusion is provided, so that gas can be discharged smoothly.
ベントピンである押出ピン9を設置してガスを排出する場合でも、オーバーフロー部を設けなかった場合、図7の写真に示すように成形品に島状組織(初期凝固片)が生じることがある。この現象は溶融金属の一部が金型の内面で瞬間的に冷やされたことによるものであると考えられる。オーバーフロー部がないとこの初期凝固片はキャビティ3の内部で凝固してしまう。そのため、ベント部13を設けた状態で、キャビティ3に溶融材料を溜めるオーバーフロー部を、流通路を介して設ければよい。 Even when the extruding pin 9 as a vent pin is installed and gas is discharged, if an overflow portion is not provided, an island-like structure (initial solidified piece) may occur in the molded product as shown in the photograph of FIG. This phenomenon is considered to be due to a part of the molten metal being instantaneously cooled on the inner surface of the mold. If there is no overflow portion, the initial solidified piece solidifies inside the cavity 3. Therefore, it is only necessary to provide an overflow portion for storing the molten material in the cavity 3 through the flow passage in a state where the vent portion 13 is provided.
キャビティ3に、溶融材料を溜めるオーバーフロー部が設けられていることで、島状組織(初期凝固片)をオーバーフロー部の内部に誘導でき、キャビティ3の内部に溶湯の流れが作られる。製品形状により流速が変化する部位に、ベントピンである押出ピン9を配置することによって、効率的にガス抜きすることができるとともに、上記のような島状組織の発生を抑制でき、高品質のダイカスト製品の製造が可能となる。 By providing the cavity 3 with the overflow part for storing the molten material, the island-like structure (initial solidified piece) can be guided to the inside of the overflow part, and a flow of molten metal is created inside the cavity 3. By arranging the extrusion pin 9 that is a vent pin at the site where the flow velocity varies depending on the product shape, it is possible to efficiently vent the gas and to suppress the generation of the island structure as described above. Products can be manufactured.
ベント部13を設ける箇所に関し、ベント部13を構成する、ピン孔8と押出ピン9を、溶融材料の流速又は圧力の変化が高くなる高変化部でガス排出されるように設ければよい。溶融材料の流速とそれに伴い圧力が変化する高変化部では、ガスと溶融材料の比重差で、ガスが分離排出されるため、ガスをより効果的に排出でき、ガスの排出量をさらに大きくすることができる。 Regarding the location where the vent portion 13 is provided, the pin hole 8 and the extrusion pin 9 constituting the vent portion 13 may be provided so that gas is discharged at a high change portion where the flow rate or pressure of the molten material increases. In the high-change part where the flow rate of the molten material and the pressure change accordingly, the gas is separated and discharged due to the difference in specific gravity between the gas and the molten material, so that the gas can be discharged more effectively and the amount of gas discharged is further increased. be able to.
キャビティ3に、溶融材料を溜めるための、製品重量の1/4以上の重量を有するオーバーフロー部が流通路を介して設けられており、高変化部が製品形状により流速が変化する部位であることが好ましい。溶湯等の溶融材料は流れが止まると凝固が進み、凝固が進むとガス抜きは不可能になる。このため、大きめのオーバーフローを設け、キャビティ内に溶湯の流れを作り、ガスと溶湯の分離を図り、高変化部を製品形状により流速が変化する部位とし、ベント部13を適切に配置する。これにより、効率的にガス抜きが行われ、製品品質を向上させることができる。 An overflow part having a weight of 1/4 or more of the product weight for storing the molten material is provided in the cavity 3 through the flow path, and the high change part is a part where the flow velocity changes depending on the product shape. Is preferred. When the flow of the molten material such as molten metal stops, solidification progresses, and when solidification progresses, degassing becomes impossible. For this reason, a large overflow is provided, a flow of the molten metal is created in the cavity, the gas and the molten metal are separated, the high change portion is set as a portion where the flow velocity changes depending on the product shape, and the vent portion 13 is appropriately arranged. Thereby, degassing is performed efficiently and product quality can be improved.
溶湯は流れが止まると凝固し始め、ランナー部で抜きれなかった溶湯内のガスはそのまま巣となる。このため、メインゲートと反対側に、製品重量の1/4以上(あまり大きくすると凝固が間に合わず、型開き後破裂して危険)の大きなオーバーフローを設ける。キャビティ3内に溶湯の流れを作り、製品形状により流速が変化する部位に、ベントピンである押出ピン9を配置することによって、効率的にガス抜きすることができる。これにより、高品質のダイカスト製品の製造が可能となる。なお、溶湯の流速が速くなれば、圧力減少により、ガスの体積が増加することによる浮力増加及び溶湯とガスの比重差で、溶湯とガスの分離が促進されると考えられる。 When the flow stops, the molten metal begins to solidify, and the gas in the molten metal that cannot be removed at the runner part becomes a nest as it is. For this reason, on the opposite side of the main gate, a large overflow of 1/4 or more of the product weight (if it is too large, solidification cannot be made in time and it will explode after opening the mold) is provided. By making a flow of the molten metal in the cavity 3 and disposing the extrusion pin 9 as a vent pin at a portion where the flow rate changes depending on the product shape, the gas can be efficiently vented. This makes it possible to manufacture high quality die cast products. In addition, it is thought that separation of a molten metal and gas will be accelerated | stimulated by the buoyancy increase by the volume of gas increasing by the pressure reduction and the specific gravity difference of a molten metal and gas if the flow velocity of a molten metal becomes high.
(アルミの溶湯とガスの分離について)
ダイカストのガス抜きを効率的に行うには、スリーブ内で混合された、アルミの溶湯とガスを分離する必要がある。このためには、以下の手法を用いるとよい。
1.ランナーを細くする。2.ゲートを小さくする。3.ランナーを曲げる。4.ベントピン部に溜まりを設ける。1.2.では流速を上げて、溶湯とガスの比重差で分離を図ること、及び溶湯の圧力を下げ、ガスの体積を増やして、浮力で溶湯との分離を図るものである。3.4.では溶湯の流路を曲げて、流動抵抗を増やし、ガスとの比重差で分離を図るものである。
(Separation of molten aluminum and gas)
In order to efficiently degas the die casting, it is necessary to separate the molten aluminum and the gas mixed in the sleeve. For this purpose, the following method may be used.
1. Thin the runner. 2. Make the gate smaller. 3. Bend the runner. 4). Provide a pool in the vent pin. 1.2. Then, the flow rate is increased, separation is performed by the difference in specific gravity between the molten metal and the gas, and the pressure of the molten metal is decreased, the gas volume is increased, and separation from the molten metal is performed by buoyancy. 3.4. Then, the flow path of the molten metal is bent to increase the flow resistance, and the separation is achieved by the difference in specific gravity from the gas.
例えば図8のように、高変化部50はランナー12の屈曲箇所であり、この屈曲箇所にベント部13を設ければよい。図9(a)のように、流通路となる、溶融材料を導入するランナー12と、キャビティ3への溶融材料の注入口となるゲート51との境目部分が高変化部50となり、この境目部分にベント部13を設ければよい。図9(b)のように、オーバーフロー部52の流通路55が高変化部50であり、この流通路55にベント部13を設ければよい。これら場合、ガスをより効果的に排出でき、ガスの排出量をさらに大きくすることができる。 For example, as shown in FIG. 8, the high change portion 50 is a bent portion of the runner 12, and the bent portion 13 may be provided at this bent portion. As shown in FIG. 9A, the boundary portion between the runner 12 that introduces the molten material that becomes the flow path and the gate 51 that becomes the injection port of the molten material into the cavity 3 becomes the high change portion 50, and this boundary portion A vent portion 13 may be provided in As shown in FIG. 9B, the flow passage 55 of the overflow portion 52 is the high change portion 50, and the vent portion 13 may be provided in this flow passage 55. In these cases, the gas can be discharged more effectively, and the amount of gas discharged can be further increased.
本実施形態の成形金型装置1及び成形方法では、押出ピン9とピン孔8との隙間で構成されたベント部13が、押出ピン9の先端外周面9aとピン孔8の内周面8aで構成され、かつ当該先端外周面9aと当該内周面8aの直径差rを0.02〜0.50mmとした円環状のガス導入口21と、このガス導入口21から押出ピン後方に向かって当該ガス導入口21よりもガスの通気抵抗が小さくなるように広く構成された排出路22とを有している。ベント部13は、オーバーフロー部に設けられている従来のものとは異なり、キャビティ3やランナー12などの導入路に直接的に連通しており、キャビティ3や導入路に近いガス導入口21が薄く、キャビティ3や導入路から遠い排出路22が広くなっている。 In the molding die device 1 and the molding method of the present embodiment, the vent portion 13 constituted by the gap between the extrusion pin 9 and the pin hole 8 is formed by the tip outer peripheral surface 9 a of the extrusion pin 9 and the inner peripheral surface 8 a of the pin hole 8. And an annular gas inlet 21 having a diameter difference r between the tip outer peripheral surface 9a and the inner peripheral surface 8a of 0.02 to 0.50 mm, and from the gas inlet 21 toward the rear side of the extrusion pin. And a discharge passage 22 that is wider than the gas inlet 21 so that the gas ventilation resistance is smaller. Unlike the conventional one provided in the overflow portion, the vent portion 13 communicates directly with the introduction path such as the cavity 3 and the runner 12, and the gas inlet 21 near the cavity 3 and the introduction path is thin. The discharge path 22 far from the cavity 3 and the introduction path is wide.
ベント部13では、キャビティ3や導入路に直接的に連通するガス導入口21で一旦絞られているため、ガスの排出速度が増大し、その先の、ガス導入口21よりも広くなっている排出路22で、ガス導入口21を通過した後のガスの通気抵抗を減らすことができる。これにより、ガスの排出量を飛躍的に向上させることができる。成形品には尖った異形部分はなく、後加工の作業中に手を損傷することはない。これにより作業効率を維持することができる。本実施形態の成形金型装置1及び成形方法を用いることで、巣などの欠陥が極めて少ない高品質のダイカスト成形品を得ることができる。 In the vent portion 13, since the gas introduction port 21 that directly communicates with the cavity 3 and the introduction path is once throttled, the gas discharge rate increases and is wider than the gas introduction port 21 beyond that. The gas passage resistance after passing through the gas inlet 21 in the discharge path 22 can be reduced. Thereby, the discharge amount of gas can be improved dramatically. The molded product has no sharp profile and does not damage the hand during post-processing operations. Thereby, work efficiency can be maintained. By using the molding die device 1 and the molding method of the present embodiment, a high-quality die-cast molded product with extremely few defects such as a nest can be obtained.
排出路22が、押出ピン9の周面に周方向に所定間隔をおいて形成された長手方向に伸びる複数の面取部23と、ピン孔8の内周面8aと、で構成された複数の排気通路24を有するため、ガス導入口21を通過した後のガスの適切な通気抵抗を得ることができる。複数の排気通路24は、押出ピン9の周方向に等間隔をおいて構成されているため、ガス導入口21を通過した後のガスの排出状態の偏りが無くなり、ガス導入口21の周囲に沿って均等にガスを導入することができる。 A plurality of discharge passages 22 are constituted by a plurality of chamfered portions 23 extending in the longitudinal direction formed at a predetermined interval in the circumferential direction on the peripheral surface of the extrusion pin 9, and an inner peripheral surface 8 a of the pin hole 8. Therefore, it is possible to obtain an appropriate gas ventilation resistance after passing through the gas inlet 21. Since the plurality of exhaust passages 24 are configured at equal intervals in the circumferential direction of the extrusion pin 9, there is no bias in the discharge state of the gas after passing through the gas introduction port 21, and around the gas introduction port 21. The gas can be introduced evenly along.
本発明は上記実施形態に限定するものではない。上記実施形態は本発明に係る成形金型装置、ベントピン及び成形方法の例示であり制限的なものではない。本発明の成形金型装置、ベントピン及び成形方法は、アルミニウムに限らず他の金属への適用も勿論可能であり、合成樹脂を成形する射出成形への適用も可能である。特にマグネシウムを本発明に係る成形金型装置、ベントピン及び成形方法を用いて成形することで、高品質のマグネシウム成形品を得ることができる。上記実施形態では、ベント部をランナーに設けているが、ベント部を溶融材料の他の導入路又はキャビティに設けてもよい。ベント部をランナー等の溶融材料の導入路とキャビティの両方に設けてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. The said embodiment is illustration of the shaping die apparatus which concerns on this invention, a vent pin, and the shaping | molding method, and is not restrictive. The molding die device, the vent pin, and the molding method of the present invention can be applied not only to aluminum but also to other metals, and can also be applied to injection molding for molding a synthetic resin. In particular, high-quality magnesium molded products can be obtained by molding magnesium using the molding die apparatus, vent pin and molding method according to the present invention. In the said embodiment, although the vent part is provided in the runner, you may provide a vent part in the other introduction path or cavity of molten material. You may provide a vent part in both introduction paths and cavities of molten materials, such as a runner.
本発明におけるベントピンは成形に用いるあらゆる形態のピン形状のものを含み、金型から成形品を離型させるための押出ピンに限定されない。キャビティ又はこのキャビティへの溶融材料の導入路に連通するピン孔に嵌挿された円柱状のピンであればどのようなものであってもよい。ベントピンの他の形態として、例えばボルト孔などを有する鋳造製品の鋳造において、ボルト孔の下孔を予め形成しておくための鋳抜きピンが挙げられる。またベント部を設けるためだけに、金型に設けられたピン孔に挿嵌されたピンなども含まれる。 The vent pin in the present invention includes any pin shape used for molding, and is not limited to an extrusion pin for releasing a molded product from a mold. Any cylindrical pin may be used as long as it is inserted into a cavity or a pin hole communicating with a molten material introduction path into the cavity. As another form of the vent pin, for example, a cast pin for forming a pilot hole of a bolt hole in advance in casting of a cast product having a bolt hole or the like can be mentioned. Moreover, the pin etc. which were inserted by the pin hole provided in the metal mold | die only for providing a vent part are also contained.
図10は押出ピン(ベントピン)の変形例を示す斜視図である。図10に示すように、押出ピン(ベントピン)30の先端外周面30aに、ガス導入口のベントピン長手方向全長に渡る複数の溝31を形成してもよい。複数の溝31は、図10のように各面取部23に対応するように設ければよい。溝の大きさ、数は限定されず、1つの面取部23に対応して、複数の溝を設けてもよい。この場合、ガス導入口におけるガスの適切な通気抵抗を維持しつつ、ガスの通気量を増やすことができる。 FIG. 10 is a perspective view showing a modification of the push pin (vent pin). As shown in FIG. 10, a plurality of grooves 31 may be formed on the distal end outer peripheral surface 30 a of the extrusion pin (vent pin) 30 over the entire length of the gas inlet in the longitudinal direction of the vent pin. The plurality of grooves 31 may be provided so as to correspond to the chamfered portions 23 as shown in FIG. The size and number of grooves are not limited, and a plurality of grooves may be provided corresponding to one chamfer 23. In this case, it is possible to increase the amount of gas flow while maintaining an appropriate gas flow resistance at the gas inlet.
排気通路の形状は限定されない。図11(a)及び(b)は押出ピン(ベントピン)の他の変形例を示す斜視図である。図11(a)に示す押出ピン32では、図5に示す第1実施形態よりも面取部33の数を多くしている。図11(b)に示すように、排出路を、複数の排気通路で構成せずに、押出ピン35の先端外周面35aよりも直径を小さくした外周面35bと、ピン孔の内周面で構成してもよい。排出路をベントピン後方に向かうに従って幅広の形状としてもよい。 The shape of the exhaust passage is not limited. FIGS. 11A and 11B are perspective views showing another modification of the push pin (vent pin). In the extrusion pin 32 shown in FIG. 11A, the number of chamfered portions 33 is larger than that in the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 11 (b), the discharge path is not composed of a plurality of exhaust passages, and the outer peripheral surface 35b having a diameter smaller than the outer peripheral surface 35a of the push pin 35 and the inner peripheral surface of the pin hole. It may be configured. The discharge path may have a wider shape as it goes rearward of the vent pin.
図12は押出ピン(ベントピン)の他の変形例を示す斜視図である。4つの面取部23を設けた図5に示す第1実施形態の押出ピン9に対して、この押出ピン35では、1つのみの面取部36を設けている。即ちこの例では、排出路は、押出ピン35の周面に形成された長手方向に伸びる1つのみの面取部36と、ピン孔の内周面と、で構成された1つのみの排気通路を有している。この例では、押出ピン35の先端に、テーパー状の抜き勾配部分40が設けられている。更に他の変形例として、2つのみの面取部を対向状(180°間隔)に設けてもよい。直径が8mm程度よりも小さい押出ピンの場合、面取部を設けることで強度への影響が大きくなる。直径が小さい押出ピンに本発明を適用する場合、面取部を図9の変形例のように少なくすれば、強度低下を防ぐことができる。 FIG. 12 is a perspective view showing another modification of the push pin (vent pin). In contrast to the push pin 9 of the first embodiment shown in FIG. 5 provided with four chamfered portions 23, the push pin 35 is provided with only one chamfered portion 36. In other words, in this example, the discharge path has only one exhaust gas constituted by only one chamfered portion 36 formed in the peripheral surface of the push pin 35 and extending in the longitudinal direction and the inner peripheral surface of the pin hole. Has a passage. In this example, a tapered draft portion 40 is provided at the tip of the extrusion pin 35. As still another modification, only two chamfered portions may be provided in an opposing manner (at intervals of 180 °). In the case of an extrusion pin having a diameter smaller than about 8 mm, the influence on the strength is increased by providing a chamfered portion. When the present invention is applied to an extrusion pin having a small diameter, if the number of chamfered portions is reduced as in the modified example of FIG. 9, strength reduction can be prevented.
ベント部を構成するベントピンとピン孔の断面形状は円形だけでなく、多角形状であってよく、この場合多角形状の環状のガス導入口となる。成形金型の形状、固定側入れ子及び可動側入れ子の形状、主型の形状、ランナーの形状、ベント部の数及び形状、ベント部を設ける金型の部位は限定されない。ベント部を設けた本発明の成形金型を用いる際に、必要に応じて設けられる各種の部材は、本発明の効果を損なわない限りにおいてどのような形態のものであってもよい。 The cross-sectional shape of the vent pin and the pin hole constituting the vent portion may be not only circular but also polygonal, and in this case, it becomes a polygonal annular gas inlet. The shape of the molding die, the shape of the fixed side insert and the shape of the movable side insert, the shape of the main die, the shape of the runner, the number and shape of the vent portions, and the portion of the die where the vent portions are provided are not limited. When using the molding die of the present invention provided with a vent portion, the various members provided as necessary may have any form as long as the effects of the present invention are not impaired.
1 成形金型装置
2 ダイカスト装置
3 キャビティ
4 成形金型
5 加圧装置
6 供給路
7 材料供給部
8 ピン孔
8a 内周面
9 押出ピン(ベントピン)
9a 先端外周面
9s 先端部分
12 ランナー
13 ベント部
16 入れ子
21 ガス導入口
22 排出路
23 面取部
23a 外周面部分
24 排気通路
30、32、35 押出ピン(ベントピン)
30a 先端外周面
31 溝
33、36 面取部
40 抜き勾配部分
r 押出ピンの先端外周面とピン孔の内周面の直径差
n 押出ピンの先端部分の軸方向長さ
h 各排気通路の最大深さ
m 排気通路における軸方向と直交する方向の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molding device 2 Die-casting device 3 Cavity 4 Molding die 5 Pressurizing device 6 Supply path 7 Material supply part 8 Pin hole 8a Inner peripheral surface 9 Extrusion pin (vent pin)
9a tip outer peripheral surface 9s tip portion 12 runner 13 vent portion 16 nesting 21 gas introduction port 22 discharge path 23 chamfering portion 23a outer peripheral surface portion 24 exhaust passage 30, 32, 35 Extrusion pin (vent pin)
30a Tip outer peripheral surface 31 Groove 33, 36 Chamfered portion 40 Draft portion r Diameter difference between the outer peripheral surface of the push pin and the inner peripheral surface of the pin hole n Length in the axial direction of the tip portion of the push pin h Maximum of each exhaust passage Depth m Width in the direction perpendicular to the axial direction in the exhaust passage
Claims (15)
前記ベントピンとこのベントピンが嵌挿される前記ピン孔との隙間に、当該ベントピンの長手方向に沿ってガスを排出するベント部が構成され、
前記ベント部は、前記ベントピンの先端外周面と前記ピン孔の内周面で構成され、かつ当該先端外周面と当該内周面の直径差を0.02〜0.50mmとした環状のガス導入口と、このガス導入口からベントピン後方に向かって当該ガス導入口よりもガスの通気抵抗が小さくなるように広く構成された排出路と、を有しており、
前記ガス導入口の軸方向長さが1.00〜11.00mmである成形金型装置。 Molding die constituting a cavity filled with a molten material, and a cylindrical vent pin provided in the molding die and fitted into a pin hole communicating with the cavity or a flow path of the molten material entering and exiting the cavity And
In the gap between the vent pin and the pin hole into which the vent pin is inserted, a vent portion for discharging gas along the longitudinal direction of the vent pin is configured.
The vent portion is composed of an outer peripheral surface of the tip of the vent pin and an inner peripheral surface of the pin hole, and an annular gas introduction in which a difference in diameter between the outer peripheral surface of the tip and the inner peripheral surface is 0.02 to 0.50 mm. An outlet, and a discharge passage that is widely configured so that the gas ventilation resistance is smaller than that of the gas inlet toward the rear of the vent pin from the gas inlet,
The molding die apparatus whose axial direction length of the said gas inlet is 1.00-11.00 mm.
r<h<(D/4)
但し、rはベントピンの先端外周面とピン孔の内周面との直径差、Dはベントピンの直径。 The molding die apparatus according to claim 1, wherein the maximum depth h of the discharge path in the radial direction of the vent pin satisfies the following formula and is 2.00 mm or less.
r <h <(D / 4)
Where r is the difference in diameter between the outer peripheral surface of the tip of the vent pin and the inner peripheral surface of the pin hole, and D is the diameter of the vent pin.
前記高変化部が、前記ランナーと前記ゲートとの境目部分である請求項9に記載の成形金型装置。 There is a runner that introduces a molten material that serves as the flow path, and a gate that serves as an inlet for the molten material into the cavity.
The mold apparatus according to claim 9, wherein the high change portion is a boundary portion between the runner and the gate.
前記ピン孔の内周面との間で前記ガス導入口を構成する先端外周面と、
この先端外周面に軸方向後方に向かって連続形成され、前記ピン孔の内周面との間で前記排出路を構成する外側面と、を有しているベントピン。 It is a vent pin used for the molding die device according to any one of claims 1 to 13,
A tip outer peripheral surface constituting the gas inlet with the inner peripheral surface of the pin hole;
A vent pin formed on the outer peripheral surface of the tip continuously toward the rear in the axial direction and having an outer surface that forms the discharge path with the inner peripheral surface of the pin hole.
前記ガス導入口でガスの排出速度を増大させ、前記排出路で当該ガス導入口を通過した後のガスの通気抵抗を低減する成形方法。 A molding method for performing molding using the molding die device according to claim 1,
A molding method for increasing the gas discharge speed at the gas inlet and reducing the gas ventilation resistance after passing through the gas inlet through the discharge passage.
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