JP2021146384A - Casting apparatus and casting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下型及び上型の間で溶湯を押圧しながら型閉じする鋳造装置及び鋳造方法に関する。 The present invention relates to a casting apparatus and a casting method for closing a mold while pressing a molten metal between a lower mold and an upper mold.
例えば、特許文献1には、下型及び上型からなる鋳型と、上型を昇降させる駆動機構とを備え、下型及び上型の間で溶湯を押圧しながら型閉じする鋳造装置が提案されている。この鋳造装置では、駆動機構により上型を上昇させて、製品キャビティよりも、下型と上型との間の溶湯の流路断面積を大きくした状態で注湯を開始する。その後、上型を下降させ、下型との間で溶湯を押圧しながら型閉じを行って製品キャビティを形成する。 For example, Patent Document 1 proposes a casting apparatus provided with a mold composed of a lower mold and an upper mold and a drive mechanism for raising and lowering the upper mold, and closing the mold while pressing the molten metal between the lower mold and the upper mold. ing. In this casting apparatus, the upper die is raised by a drive mechanism, and pouring is started in a state where the flow path cross-sectional area of the molten metal between the lower die and the upper die is larger than that of the product cavity. After that, the upper mold is lowered, and the mold is closed while pressing the molten metal with the lower mold to form a product cavity.
これによって、製品キャビティ自体の大きさを変更することなく、注湯時の溶湯の流路断面積を製品キャビティ形成時よりも大きくすることができる。このため、例えば、薄肉の鋳造製品等を得るべく鋳型の製品キャビティ形成面同士の間隔が狭い場合や、鋳型に供給される溶湯の融点が比較的高い場合であっても、湯回り不良等が生じることを抑制しつつ製品キャビティに溶湯を良好に充填することが可能になる。 As a result, the flow path cross-sectional area of the molten metal at the time of pouring can be made larger than that at the time of forming the product cavity without changing the size of the product cavity itself. Therefore, for example, even when the distance between the product cavity forming surfaces of the mold is narrow in order to obtain a thin-walled cast product or the like, or when the melting point of the molten metal supplied to the mold is relatively high, poor running of the molten metal or the like occurs. It is possible to satisfactorily fill the product cavity with the molten metal while suppressing the occurrence.
ところで、鋳造装置により高品質に鋳造製品を得るためには、湯口に供給された溶湯に含まれるスラグ等の異物が製品キャビティに流入することを抑制する必要がある。異物は、湯口への注湯時に湯面に浮遊した状態で生じ易い。そこで、製品キャビティへのスラグの流入を抑制するべく、例えば、注湯開始後、湯口内の溶湯の湯面を製品キャビティの入口よりも上方へと速やかに上昇させることが考えられる。この場合、湯道に、上型と下型との型閉じ方向の離間距離を小さくする規制部を設けることで、湯口に供給される溶湯量よりも製品キャビティ側に流入する溶湯量が少なくなるように調整される。 By the way, in order to obtain a high-quality cast product by a casting apparatus, it is necessary to prevent foreign matter such as slag contained in the molten metal supplied to the sprue from flowing into the product cavity. Foreign matter is likely to be generated while floating on the surface of the hot water when pouring into the sprue. Therefore, in order to suppress the inflow of slag into the product cavity, for example, it is conceivable that the surface of the molten metal in the sprue is rapidly raised above the inlet of the product cavity after the start of pouring. In this case, by providing a regulating portion in the runner to reduce the separation distance between the upper mold and the lower mold in the mold closing direction, the amount of molten metal flowing into the product cavity side is smaller than the amount of molten metal supplied to the sprue. Is adjusted so that.
しかしながら、上記のように下型及び上型の間で溶湯を押圧しながら型閉じする鋳造装置では、下型と上型を製品キャビティ形成時よりも離間させた状態で注湯を開始する。このため、湯道に規制部を設けて、注湯開始時における下型と上型との型閉じ方向の距離を小さくすると、下型と上型とをさらに接近させる型閉じ時に、規制部において下型と上型とが干渉する懸念がある。これにより、上型と下型の距離を十分に小さくできず、結果的にスラグの流入を十分に抑制できない懸念がある。また、規制部において下型と上型とが干渉することで、製品キャビティの形成が阻害されると、鋳造製品を良好に得ることが困難になる。 However, in the casting apparatus that closes the molten metal while pressing the molten metal between the lower mold and the upper mold as described above, the pouring is started in a state where the lower mold and the upper mold are separated from each other than when the product cavity is formed. For this reason, if a regulating portion is provided in the runner to reduce the distance between the lower mold and the upper mold in the mold closing direction at the start of pouring, the regulating portion will be used when the lower mold and the upper mold are closer to each other when the mold is closed. There is a concern that the lower mold and the upper mold may interfere with each other. As a result, the distance between the upper die and the lower die cannot be made sufficiently small, and as a result, there is a concern that the inflow of slag cannot be sufficiently suppressed. Further, if the formation of the product cavity is hindered by the interference between the lower mold and the upper mold in the regulation portion, it becomes difficult to obtain a good cast product.
そこで、本発明は、鋳型の型閉じが阻害されることなく、異物の混入が抑制された鋳造製品を良好に得ることができる鋳造装置及び鋳造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a casting apparatus and a casting method capable of satisfactorily obtaining a cast product in which foreign matter is suppressed from being mixed in without hindering mold closing of the mold.
本発明の一態様は、製品キャビティを形成可能な下型及び上型を有する鋳型と、前記下型及び前記上型を相対的に移動させる駆動機構と、を備え、前記下型と前記上型との間で溶湯を押圧しながら型閉じする鋳造装置であって、前記下型は、上下に延在する湯口を形成する下型湯口形成部と、前記湯口に連通する湯道を形成する下型湯道形成部と、前記湯口及び前記湯道を介して溶湯が供給される下側製品キャビティ形成部と、前記製品キャビティの前記溶湯の入口を形成する下側入口形成部と、を有し、前記下型湯道形成部は、前記下側入口形成部よりも下方に配置される湯道底部を有し、前記上型は、前記下型湯口形成部とともに前記湯口を形成する上型湯口形成部と、前記下側製品キャビティ形成部との間に前記製品キャビティを形成可能な上側製品キャビティ形成部と、前記鋳型の型閉じ方向に沿って前記湯道底部に対向可能である対向部と、を有し、前記駆動機構は、前記湯口への注湯開始から、前記湯口内の前記溶湯の湯口湯面が前記対向部の下端面より上方に達するまでの湯面上昇期間には、前記対向部と前記下型湯道形成部とを離間させた状態で、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記上側製品キャビティ形成部よりも下方であり且つ前記下側入口形成部と同じ又は前記下側入口形成部よりも下方に配置し、前記製品キャビティ形成時には、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記湯道底部の内底面よりも上方に維持する。 One aspect of the present invention includes a mold having a lower mold and an upper mold capable of forming a product cavity, and a drive mechanism for relatively moving the lower mold and the upper mold, and the lower mold and the upper mold are provided. It is a casting device that closes the mold while pressing the molten metal between the mold and the lower mold. It has a mold runner forming portion, a lower product cavity forming portion in which molten metal is supplied through the sprue and the runner, and a lower inlet forming portion forming an inlet of the molten metal in the product cavity. The lower mold sprue forming portion has a sprue bottom portion arranged below the lower inlet forming portion, and the upper mold forms the sprue together with the lower sprue forming portion. An upper product cavity forming portion capable of forming the product cavity between the forming portion and the lower product cavity forming portion, and an opposing portion capable of facing the bottom of the runner along the mold closing direction of the mold. The drive mechanism has the above, during the period of rising of the molten metal from the start of pouring into the sprue until the sprue surface of the molten metal in the sprue reaches above the lower end surface of the facing portion. With the facing portion and the lower mold forming portion separated from each other, the vertical position of the lower end surface of the facing portion is below the upper product cavity forming portion and with the lower inlet forming portion. It is arranged at the same level or below the lower entrance forming portion, and at the time of forming the product cavity, the vertical position of the lower end surface of the facing portion is maintained above the inner bottom surface of the runner bottom portion.
本発明の別の一態様は、製品キャビティを形成可能な下型及び上型を有する鋳型と、前記下型及び前記上型を相対的に移動させる駆動機構と、を備え、前記下型と前記上型との間で溶湯を押圧しながら型閉じする鋳造装置を用いた鋳造方法であって、前記下型は、上下に延在する湯口を形成する下型湯口形成部と、前記湯口に連通する湯道を形成する下型湯道形成部と、前記湯口及び前記湯道を介して溶湯が供給される下側製品キャビティ形成部と、前記製品キャビティの前記溶湯の入口を形成する下側入口形成部と、を有し、前記下型湯道形成部は、前記下側入口形成部よりも下方に配置される湯道底部を有し、前記上型は、前記下型湯口形成部とともに前記湯口を形成する上型湯口形成部と、前記下側製品キャビティ形成部との間に前記製品キャビティを形成可能な上側製品キャビティ形成部と、前記鋳型の型閉じ方向に沿って前記湯道底部に対向可能である対向部と、を有し、前記鋳造方法は、前記湯口への注湯開始から、前記湯口内の前記溶湯の湯口湯面が前記対向部の下端面より上方に達するまでの湯面上昇期間に、前記対向部と前記下型湯道形成部とを離間させた状態で、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記上側製品キャビティ形成部よりも下方であり且つ前記下側入口形成部と同じ又は前記下側入口形成部よりも下方に配置する湯面上昇工程と、前記湯面上昇工程の後、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記湯道底部の内底面よりも上方に維持しつつ、前記鋳型を型閉じして前記製品キャビティを形成する製品キャビティ形成工程と、を有する。 Another aspect of the present invention includes a mold having a lower mold and an upper mold capable of forming a product cavity, and a drive mechanism for relatively moving the lower mold and the upper mold, and the lower mold and the upper mold are provided. It is a casting method using a casting device that closes the mold while pressing the molten metal with the upper mold. The lower mold communicates with a lower mold sprue forming portion that forms a sprue extending vertically and the sprue. A lower mold channel forming portion that forms a runner, a lower product cavity forming portion that supplies molten metal through the sprue and the runner, and a lower inlet that forms an inlet of the molten metal in the product cavity. The lower mold forming portion has a forming portion, and the lower mold forming portion has a running channel bottom portion arranged below the lower entrance forming portion, and the upper mold is described together with the lower mold sprue forming portion. An upper product cavity forming portion capable of forming the product cavity between the upper mold sprue forming portion forming the sprue and the lower product cavity forming portion, and the bottom of the sprue along the mold closing direction of the mold. The casting method has a facing portion that can face each other, and the casting method is from the start of pouring into the sprue until the sprue surface of the molten metal in the sprue reaches above the lower end surface of the facing portion. During the surface rising period, the vertical position of the lower end surface of the facing portion is lower than the upper product cavity forming portion and the said After the molten metal level raising step of arranging the same as or below the lower entrance forming portion of the lower inlet forming portion and the molten metal level raising step, the vertical position of the lower end surface of the facing portion is set in the runner. It has a product cavity forming step of forming the product cavity by closing the mold while maintaining the bottom portion above the inner bottom surface.
この鋳造装置では、下型の下側入口形成部よりも下方に配置された湯道底部に、上型の対向部が型閉じ方向に沿って対向可能である。このため、湯面上昇期間には、対向部と下型湯道形成部とを接触させることなく、対向部の下端面の上下方向位置を、上側製品キャビティ形成部よりも下方であり且つ下側入口形成部と同じ又は下側入口形成部よりも下方に配置することができる。このように対向部を配置することで、溶湯の上面に浮遊するスラグが下側入口形成部を介して下側製品キャビティ形成部側に流入することを対向部によって抑制できる。 In this casting apparatus, the facing portion of the upper die can face the bottom of the runner arranged below the lower inlet forming portion of the lower die along the mold closing direction. Therefore, during the rise level of the molten metal, the position of the lower end surface of the facing portion in the vertical direction is lower and lower than the upper product cavity forming portion without contacting the facing portion with the lower runner forming portion. It can be placed at the same level as the entrance forming portion or below the lower entrance forming portion. By arranging the facing portions in this way, it is possible to prevent the slag floating on the upper surface of the molten metal from flowing into the lower product cavity forming portion side via the lower inlet forming portion by the facing portion.
また、鋳型を型閉じして製品キャビティを形成しても、対向部の下端面の上下方向位置を、湯道底部の内底面よりも上方に維持する。この際、上記の通り、下型の湯道底部が下側入口形成部よりも下方に配置されるため、上型の対向部と下型湯道形成部とを離間した状態で容易に維持することができる。これによって、型閉じ時に上型と下型とが干渉することを回避して良好に製品キャビティを形成することができる。 Further, even if the mold is closed to form the product cavity, the vertical position of the lower end surface of the facing portion is maintained above the inner bottom surface of the bottom portion of the runner. At this time, as described above, since the bottom portion of the lower mold runner is arranged below the lower inlet forming portion, the facing portion of the upper mold and the lower mold runner forming portion are easily maintained in a separated state. be able to. As a result, it is possible to satisfactorily form the product cavity by avoiding interference between the upper mold and the lower mold when the mold is closed.
以上から、本発明によれば、鋳型の型閉じが阻害されることなく、異物の混入が抑制された鋳造製品を良好に得ることができる。 From the above, according to the present invention, it is possible to satisfactorily obtain a cast product in which the mixing of foreign substances is suppressed without hindering the mold closing of the mold.
本発明に係る鋳造装置及び鋳造方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。 Suitable embodiments of the casting apparatus and casting method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following figures, components having the same or similar functions and effects may be designated by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
図1に示す本実施形態に係る鋳造装置10は、薄肉(例えば、厚さ3mm以下、特に好ましくは厚さ1.5〜1.2mm程度)の鋳鋼製の鋳造製品(不図示)を得る場合に好適に適用することができる。そこで、以下では、鋳造装置10によって、薄肉の鋳鋼製の鋳造製品を得る場合を例に挙げて説明する。しかしながら、鋳造装置10によって得られる鋳造製品は、上記の薄肉に限定されるものではなく、種々の厚さとすることができる。また、鋳造装置10によって得られる鋳造製品の材料は、鋳鋼に限定されず、鋳鉄等の鉄合金、アルミニウム合金、銅合金、マグネシウム合金、亜鉛合金等の一般的な鋳造製品の製造に使用される金属とすることができる。
The
鋳造装置10は、製品キャビティ12(図3)を形成可能な下型14及び上型16を有する鋳型18と、下型14及び上型16を相対的に移動させる駆動機構20と、を備え、下型14と上型16との間で溶湯Mを押圧しながら型閉じする。なお、図4では、駆動機構20の図示を省略している。
The
上記の通り、鋳鋼製の鋳造製品を得る場合、溶融させた鋼(溶鋼)からなる溶湯Mが鋳型18に供給される。鋼はアルミニウム等の他の金属に比して融点が高い分、溶湯Mの温度も高くなる。このため、本実施形態では、鋳型18の耐熱性等を高めるべく、下型14及び上型16において、注湯時及び型閉じ時の少なくとも何れかに溶湯Mと接触する部分に、砂型部22が設けられている。砂型部22は、一般的な金属製の鋳造用金型等に比して耐熱性に優れた砂層からなる。
As described above, when a cast product made of cast steel is obtained, a molten metal M made of molten steel (molten steel) is supplied to the
また、本実施形態では、鋳型18の剛性や強度を維持するべく、例えば、金属、セラミックス等からなるバックアップ金型部24が下型14及び上型16の砂型部22を支持可能に設けられている。なお、鋳型18は、上記のように砂型部22とバックアップ金型部24とが一体化された複合型に代えて、不図示ではあるが、鋳型18の全体が砂からなる砂型であってもよいし、鋳型18の全体が金属からなる金型であってもよい。
Further, in the present embodiment, in order to maintain the rigidity and strength of the
下型14は、上側から下側に陥没する凹部26が設けられた下型本体28を有し、該凹部26内に下型湯口形成部30と、下型湯道形成部32と、下側製品キャビティ形成部34と、下側入口形成部36と、吐かせ形成部38とが設けられている。図4に示すように、鋳造装置10の上面視で、下型本体28の凹部26には、上型16の少なくとも一部を収容可能である。また、下型14の下型湯口形成部30は、凹部26に収容された上型16よりも外側に配置されて、図1に示すように上下に延在する湯口40を形成する。
The
下型湯道形成部32は、湯口40の下方に連通する湯道42を形成する。下側製品キャビティ形成部34は、湯口40及び湯道42を介して溶湯Mが供給される。図3に示すように、下側入口形成部36は、製品キャビティ12の溶湯Mの入口44を形成する。下型湯道形成部32は、下側入口形成部36よりも下方に配置される湯道底部46を有する。このような湯道底部46が設けられることで、下型14の下側入口形成部36よりも下型湯口形成部30側は下方に陥没している。
The lower
図4に示すように、吐かせ形成部38は、下側製品キャビティ形成部34の外周縁部を囲うように設けられ、製品キャビティ12から流出した溶湯Mが流入可能な吐かせ48を形成する。なお、吐かせ48の詳細については後述する。
As shown in FIG. 4, the
上型16は、下型湯口形成部30とともに湯口40を形成する上型湯口形成部49と、下型14の下側製品キャビティ形成部34との間に製品キャビティ12(図3)を形成可能な上側製品キャビティ形成部50と、鋳型18の型閉じ方向沿って湯道底部46に対向可能である対向部52とを有する。図2及び図3に示すように、鋳造装置10では、駆動機構20によって、上側製品キャビティ形成部50が下側製品キャビティ形成部34に沿うように(略平行となるように)上型16を配置したとき、対向部52と上側製品キャビティ形成部50との上下方向位置が同じ(略同じを含む)となっている。
The
上型16の対向部52は、下型湯道形成部32とともに湯道42を形成してもよい。また、上型16の周面16aのうち、下型14の下型湯口形成部30に対向する部分が上型湯口形成部49となる。さらに、上型16の周面16aのうち、下型14の吐かせ形成部38に対向する部分(上型湯口形成部49を除く部分)は、該吐かせ形成部38とともに吐かせ48を形成することが好ましい。
The facing
駆動機構20は、例えば、不図示の制御部によって制御され、上型16を下型14に対して移動させることが可能である。具体的には、駆動機構20は、図1及び図2に示すように、回動支点Pを中心として上型16を回動させることが可能となっている。図3に示すように、製品キャビティ12は、厚さ方向(本実施形態では上下方向)の大きさが、該厚さ方向に交差する長さ方向の大きさよりも小さくなっている。製品キャビティ12の外周縁部で、該製品キャビティ12の溶湯Mの入口44と、製品キャビティ12を挟んで長さ方向に対向する部分を末端湯先部54とすると、上型16の回動支点Pは、末端湯先部54よりも溶湯Mの入口44に近接して配置されている。以下では、鋳型18に関し、製品キャビティ12を形成した状態にあるとき(製品キャビティ形成時)に溶湯Mの入口44となる側を入口側ともいい、末端湯先部54となる側を湯先側ともいう。
The
また、駆動機構20は、上記の回動に加え、図2及び図3に示すように、上型16を上下方向に沿って直線状に移動(平行移動)させて、下型14に接近又は離間させることが可能となっている。これによって、回動支点P近傍を含む下側製品キャビティ形成部34と上側製品キャビティ形成部50との上下方向距離を調整することが可能である。
Further, in addition to the above rotation, the
本実施形態では、鋳型18を型閉じする場合、図2に示すように、駆動機構20により、上側製品キャビティ形成部50が下側製品キャビティ形成部34に沿うように(略平行となるように)上型16を回動させて、その水平方向の向きを調整する。この状態で、上型16を下型14に接近させることで、図3に示すように、下側製品キャビティ形成部34と上側製品キャビティ形成部50との間に製品キャビティ12が形成される。このようにして製品キャビティ12を形成した状態(製品キャビティ形成時)及び製品キャビティ12を形成する前の両方において、上型16の対向部52と下型14の下型湯道形成部32とは離間した状態で維持される。この際、対向部52と下型湯道形成部32との離間距離は、溶湯Mの表面に凝固層が発生しても溶湯Mが流通可能となる大きさ(例えば、2mm程度)に維持されることが好ましい。
In the present embodiment, when the
なお、本実施形態では、駆動機構20は、位置決め固定された下型14に対して上型16を移動可能とするが、上型16と下型14とは相対的に上記の方向に移動可能であればよい。このため、例えば、上型16に代えて下型14を駆動機構20により移動可能であることとしてもよいし、上型16及び下型14の両方を駆動機構20により移動可能であることとしてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態に係る鋳造装置10は基本的には上記のように構成される。以下、鋳造装置10を用いた鋳造方法について説明する。この鋳造方法では、先ず、湯面上昇工程を行う。湯面上昇工程では、図1に示すように、駆動機構20により上型16を回動させることで、対向部52の下端面52aを上側製品キャビティ形成部50よりも下方に配置する。また、駆動機構20により上型16を平行移動させること等によって、下型14に対する上型16の位置を調整し、対向部52と下型湯道形成部32とを離間させた状態で、対向部52の下端面52aの上下方向位置を下側入口形成部36と同じ(略同じを含む)となるように配置する。そして、例えば、取鍋56を介して湯口40への注湯を開始し、湯口40内の溶湯Mの湯口湯面Maが対向部52の下端面52aより上方に達するまでの湯面上昇期間の間、下型14と上型16の上記の配置を維持する。なお、湯面上昇工程において駆動機構20は、対向部52の下端面52aを下側入口形成部36よりも下方に配置してもよい。
The
注湯開始により、下型湯道形成部32の溶湯Mの湯口湯面Maは上昇していく。この際、対向部52の下端面52aと下側入口形成部36との上下方向位置が上記の関係となるように配置されることで、湯口湯面Maは、下側入口形成部36に達するタイミングと同じかそれより速く、対向部52の下端面52aに達する。また、湯口40に供給された溶湯Mは、上型16の対向部52と下型14の下型湯道形成部32との間を通り、下側入口形成部36を介して下側製品キャビティ形成部34側に流入する。
With the start of pouring, the sprue surface Ma of the molten metal M of the lower type
なお、取鍋56からの注湯量の方が、対向部52の下端面52aと下型湯道形成部32との間から下側製品キャビティ形成部34側に流入する溶湯量よりも多くなるように設定しておく。これによって、湯口40内に溶湯Mを貯留することができるので、注湯時に発生したスラグのほとんどを湯口40内に留めることが可能になる。
The amount of molten metal poured from the
次に、駆動機構20により、上型16の対向部52が下型湯道形成部32から離間する方向(図1の矢印X1方向)に上型16を回動させて、流入促進期間を設ける流入促進工程を行う。具体的には、流入促進工程では、湯口湯面Maを対向部52の下端面52aより上方に維持しつつ、湯道底部46と対向部52の下端面52aとの距離を湯面上昇期間よりも大きくすることで、流入促進期間を設ける。これによって、湯口40から下側製品キャビティ形成部34側に流入する溶湯量を湯面上昇期間よりも増大させることができるため、下側製品キャビティ形成部34側に速やかに溶湯Mを供給することが可能になる。
Next, the
本実施形態では、駆動機構20により、上側製品キャビティ形成部50が、下側製品キャビティ形成部34に間隔を置いて沿う(略平行となる)位置まで上型16を回動させる。これによって、流入促進期間における湯道底部46と対向部52の下端面52aとの距離を、湯面上昇期間における湯道底部46と対向部52の下端面52aとの距離よりも大きくすることができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、注湯により下型14の凹部26内に供給された溶湯Mが所定量に達し、湯口40への注湯を完了した後に上型16を上記のように移動させて流入促進工程を行うこととする。しかしながら、湯口湯面Maを対向部52の下端面52aより上方に維持することが可能であれば、注湯を行いながら(注湯の途中に)流入促進工程を行ってもよい。
In the present embodiment, the molten metal M supplied into the
次に、駆動機構20により、対向部52の下端面52aの上下方向位置を、湯道底部46の内底面よりも上方に維持しつつ、上型16を下方(図2の矢印X2方向)に平行移動させることで、図3に示すように、鋳型18を型閉じし、製品キャビティ12を形成する製品キャビティ形成工程を行う。
Next, the
すなわち、製品キャビティ形成工程では、上記のように上型16を移動させることで、下型14及び上型16の間で溶湯Mを押圧しながら型閉じを行って、溶湯Mを製品キャビティ12に充填していくことができる。この際、下側製品キャビティ形成部34と上側製品キャビティ形成部50との間から流出した溶湯Mは、製品キャビティ12の外周縁部を囲う吐かせ48に流入する。すなわち、過剰の溶湯Mが下型14と上型16の間で押圧されながら、製品キャビティ12に滞留することが回避される。これによって、型閉じ時に鋳型18にかかる溶湯Mの圧力が低減される。
That is, in the product cavity forming step, by moving the
図5に示すように、例えば、吐かせ48に流入する溶湯Mの流入方向Fは、吐かせ形成部38の第1壁面58に沿う。第1壁面58は、製品キャビティ12から、該製品キャビティ12の外側且つ上方に向かって延在する。第1壁面58の外側(凹部26の外周縁部側)には、該第1壁面58と連続して第2壁面60が設けられている。すなわち、第2壁面60は、吐かせ48への溶湯Mの流入方向Fの下流側(前方)に設けられている。
As shown in FIG. 5, for example, the inflow direction F of the molten metal M flowing into the
第2壁面60と溶湯Mの流入方向F(第1壁面58の面方向)とがなす角度θは、90°より大きく180°以下であることが好ましく、135°であることが一層好ましい。角度θを90°より大きくすることで、吐かせ48に流入した溶湯Mが第2壁面60に衝突して製品キャビティ12側に跳ね返されることを抑制できるため、型閉じ時に鋳型18にかかる溶湯Mの圧力が増大することを抑制できる。角度θを180°以下とすることで、上記のように鋳型18にかかる溶湯Mの圧力が増大することを抑制しつつ、鋳型18(本実施形態では特に下型14)が製品キャビティ12の外側に大型化することを抑制できる。角度θを135°とすることで、鋳型18にかかる溶湯Mの圧力の増大を抑制することと、鋳型18の大型化を抑制することとの均衡を一層適切に図ることが可能になる。
The angle θ formed by the
上記のようにして鋳型18を型閉じした状態で、凹部26内の溶湯Mを放冷又は冷却する等して凝固させた後、型開きを行って離型することにより鋳造品(不図示)が得られる。なお、離型の際には、鋳型18の砂型部22を崩壊させることにより鋳造品から剥離させてもよい。
With the
不図示ではあるが、鋳造品は、製品キャビティ12内で凝固した製品部と、凹部26内の製品キャビティ12以外の部分(吐かせ48、湯口40、湯道42等)で凝固した方案部とを有する。このため、鋳造品に対し、必要に応じて、例えば切断、切削、研削等の機械加工を施し、製品部から方案部を除去すること等によって、薄肉の鋳造製品を得ることができる。
Although not shown, the cast product includes a product part solidified in the
以上のように、本実施形態に係る鋳造装置10及び鋳造方法では、下型14の下側入口形成部36よりも下方に配置された湯道底部46に、上型16の対向部52が型閉じ方向に沿って対向可能である。このため、湯面上昇期間には、対向部52と下型湯道形成部32とを接触させることなく、対向部52の下端面52aの上下方向位置を、上側製品キャビティ形成部50よりも下方であり且つ下側入口形成部36と同じ又は下側入口形成部36よりも下方に配置することができる。このように対向部52を配置することで、溶湯Mの上面に浮遊するスラグ等の異物Sが下側入口形成部36を介して下側製品キャビティ形成部34側に流入することを対向部52によって抑制できる。
As described above, in the
また、鋳型18を型閉じして製品キャビティ12を形成しても、対向部52の下端面52aの上下方向位置が、湯道底部46の内底面よりも上方に維持される。この際、上記の通り、湯道底部46が下側入口形成部36よりも下方に陥没して設けられるため、対向部52と下型湯道形成部32とを離間した状態で容易に維持することができる。これによって、型閉じ時に上型16と下型14とが干渉することを回避して良好に製品キャビティ12を形成することができる。
Further, even if the
従って、本実施形態に係る鋳造装置10及び鋳造方法によれば、鋳型18の型閉じが阻害されることなく、異物Sの混入が抑制された鋳造製品を良好に得ることができる。
Therefore, according to the
ここで、一般的に、鋳型18内への溶湯Mの注湯は、溶湯Mが冷えて凝固しないうちに、換言すると、溶湯Mの流動性が低下しないうちに速やかに行うことが望ましい。このため、何れも不図示ではあるが、一般的な鋳造装置に関しては、溶湯Mを直接製品キャビティに注湯したり、鋳型の湯口部を大きくしたりして、製品キャビティに溶湯を流入し易くすることが行われる。しかしながら、これらの場合、注湯時に溶湯が乱れて空気を巻き込み易くなることや、スラグが発生し易くなることがあるため、鋳物に鋳造欠陥が生じやすく品質が損なわれる可能性がある。
Here, in general, it is desirable to pour the molten metal M into the
そこで、溶湯Mを一旦貯留可能な構造の湯口部を鋳型に設けることで、溶湯の乱れやスラグの発生を抑制しつつ速やかな注湯を可能とすることが考えられる(例えば、特開平06−269924号公報を参照)。しかしながら、湯口部を上記のような構造とすると鋳型が大きくなる。また、湯口から製品キャビティまでの流路が長くなるため、結局、溶湯の温度が下がり、流動性が低下することを抑制できない懸念がある。 Therefore, it is conceivable to provide a sprue portion having a structure capable of temporarily storing the molten metal M in the mold so that the molten metal can be poured quickly while suppressing the disorder of the molten metal and the generation of slag (for example, JP-A-06-). 269924 (see). However, if the sprue portion has the above structure, the mold becomes large. In addition, since the flow path from the sprue to the product cavity becomes long, there is a concern that the temperature of the molten metal will eventually decrease and the decrease in fluidity cannot be suppressed.
本実施形態に係る鋳造装置10では、下型14に設けた下型湯口形成部30と、上型16に設けた上型湯口形成部49とから湯口40が形成されることにより、溶湯Mの乱れやスラグの発生を抑制しつつ速やかな注湯が可能となる。また、鋳型18に対して、例えば、上記の構造の湯口部(不図示)を設ける必要がない分、鋳型18が大きくなることを回避できる。また、湯口40から製品キャビティ12までの流路が長くなることを抑制できるため、注湯の際に、溶湯Mの温度が下がることを抑制でき、良好な流動性を維持することができる。
In the
上記の実施形態に係る鋳造装置10では、製品キャビティ12は、溶湯Mの入口44と、該入口44と製品キャビティ12を挟んで反対側に配置される末端湯先部54とを有し、駆動機構20は、末端湯先部54よりも入口44側に近接して設けられた回動支点Pを中心として上型16を回動させることが可能であり、上型16を回動させることで、湯面上昇期間に対向部52の下端面52aを上側製品キャビティ形成部50よりも下方に配置することとした。
In the
また、上記の実施形態に係る鋳造方法では、製品キャビティ12は、溶湯Mの入口44と、該入口44と製品キャビティ12を挟んで反対側に配置される末端湯先部54とを有し、駆動機構20は、末端湯先部54よりも入口44側に近接して設けられた回動支点Pを中心として上型16を回動させることが可能であり、湯面上昇工程では、上型16を回動させることで、対向部52の下端面52aを上側製品キャビティ形成部50よりも下方に配置することとした。
Further, in the casting method according to the above embodiment, the
これらの場合、上記のように、上型16を回動させることで、湯面上昇期間に対向部52の下端面52aを上側製品キャビティ形成部50よりも下方に配置することが可能となる。このため、上型16の形状に大きな変更を施すことなく、鋳型18の型閉じが阻害されることを回避しつつ、異物Sの混入が抑制された鋳造製品を良好に得ることが可能になる
In these cases, by rotating the
上記の実施形態に係る鋳造装置10では、駆動機構20は、湯面上昇期間の後であって、製品キャビティ形成時までの間に、上型16の対向部52が下型湯道形成部32から離間する方向に上型16を回動させることで、湯口湯面Maを対向部52の下端面52aより上方に維持しつつ、湯道底部46と対向部52の下端面52aとの距離を湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設けることとした。
In the
また、上記の実施形態に係る鋳造方法では、湯面上昇工程と製品キャビティ形成工程との間に、上型16の対向部52が下型湯道形成部32から離間する方向に上型16を回動させることで、湯口湯面Maを対向部52の下端面52aより上方に維持しつつ、湯道底部46と対向部52の下端面52aとの距離を湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設ける流入促進工程を有することとした。
Further, in the casting method according to the above embodiment, the
これらの場合、湯口湯面Maを対向部52の下端面52aより上方に維持することによって、湯口湯面Maの上方に浮揚する異物Sが下側製品キャビティ形成部34側に流入することを抑制できる。また、上型16を回動させることによって、湯口40から下側製品キャビティ形成部34側に流入する溶湯量を湯面上昇期間よりも増大させることができる。つまり、下側製品キャビティ形成部34側に速やかに溶湯Mを供給できるため、溶湯Mが製品キャビティ12に行き渡る前に凝固して湯回り不良が生じること等を抑制できる。その結果、異物Sの混入が抑制された鋳造製品に鋳造欠陥等が生じることも抑制できるため、鋳造製品を一層良好に得ることが可能になる。
In these cases, by maintaining the sprue surface Ma above the
なお、上記の実施形態では、鋳造装置10は、駆動機構20により上型16を回動させることで流入促進期間を設けることとしたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、湯面上昇期間の後、駆動機構20により上型16を上方に平行移動させることで、湯口湯面Maを対向部52の下端面52aより上方に維持しつつ、湯道底部46と対向部52の下端面52aとの距離を湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設けてもよい。
In the above embodiment, the
また、鋳造装置10は、駆動機構20により、湯面上昇期間の後、流入促進期間を設けることなく型閉じして製品キャビティ12を形成してもよい。すなわち、鋳造方法は、湯面上昇工程と製品キャビティ形成工程との間に流入促進工程を有していなくてもよい。
Further, the
さらに、上記の実施形態では、鋳造装置10は、駆動機構20により上型16を下方へ平行移動させることで型閉じを行うこととしたが、上型16を回動させることで型閉じを行ってもよい。すなわち、鋳型18を型閉じする際、上側製品キャビティ形成部50よりも対向部52が下方に配置されるように傾斜した状態の上型16を、その湯先側が下型14に接近するように回動支点Pを中心として回動させる。これによって、互いに平行とした下側製品キャビティ形成部34と上側製品キャビティ形成部50との間に製品キャビティ12を形成することとしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
上記の実施形態に係る鋳造装置10では、駆動機構20が上型16を回動させることで、湯面上昇期間に対向部52の下端面52aを上側製品キャビティ形成部50よりも下方に配置することとしたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、図6〜図8の鋳造装置62が備える上型64の対向部68のように、上側製品キャビティ形成部50が下側製品キャビティ形成部34に沿って配置された状態(上型64が水平方向に傾斜していない状態)で、対向部68の下端面68aが上側製品キャビティ形成部50よりも下方に配置されていてもよい。
In the
図6〜図8の鋳造装置62は、図1の上型16、下型14のそれぞれに代えて、図6〜図8の上型64、下型66を備えることを除いて、図1〜図5記載の鋳造装置10と略同様に構成することができる。図6に示すように、上型64は、上側製品キャビティ形成部50が下側製品キャビティ形成部34に沿う(略平行となる)ように、水平方向の向きが固定されている。すなわち、本実施形態の上型64は、水平方向に傾斜していない状態で固定されている。
The
また、上型64は、図1の上型16の対向部52に代えて、図6〜図8に示す対向部68を備える。対向部68は、上型64から下方に突出する。これによって、上型64が水平方向に対して傾斜していない状態においても、対向部68の下端面68aが上側製品キャビティ形成部50よりも下方に配置される。
Further, the
対向部68の下端面68aと上側製品キャビティ形成部50との上下方向の位置関係は、図7に示すように、湯口40への注湯完了時に上側製品キャビティ形成部50が、溶湯Mと非接触となる非接触部分50aを有するように設定される。
As shown in FIG. 7, the vertical positional relationship between the
図6〜図8の下型66は、図1の下型14の湯道底部46に代えて、湯道底部70を備える。湯道底部70は、上記の通り、上型64の対向部68が下方に突出する分、図1の湯道底部46よりも下方に陥没している。これによって、製品キャビティ形成時に対向部68と下型湯道形成部32とを良好に離間させた状態で維持することができる。
The
この鋳造装置62を用いた鋳造方法では、先ず、図6に示すように、駆動機構20により、対向部68と下型湯道形成部32とを離間させた状態で、対向部68の下端面68aの上下方向位置を下側入口形成部36と同じ(略同じを含む)又は下側入口形成部36よりも下方に配置する。そして、例えば、取鍋56を介して湯口40へ注湯を開始し、湯口湯面Maが対向部68の下端面68aより上方に達するまでの湯面上昇期間の間、下型66と上型64の上記の配置を維持する。
In the casting method using this
注湯により下型14の凹部26内に所定量の溶湯Mが供給されると、図7に示すように、注湯を完了する。注湯完了時の上側製品キャビティ形成部50は、溶湯Mと非接触となる非接触部分50aを有する。
When a predetermined amount of molten metal M is supplied into the
次に、駆動機構20により、上型64を図7の矢印Y1方向に移動させて、下型66に接近させる。これによって、図8に示すように、対向部68の下端面68aの上下方向位置を、湯道底部70の内底面よりも上方に維持しつつ鋳型18を型閉じして、製品キャビティ12を形成する製品キャビティ形成工程を行う。製品キャビティ形成時、対向部68は、下型湯道形成部32と離間した状態で維持される。
Next, the
このように、鋳造装置62及び該鋳造装置62を用いた鋳造方法においても、湯面上昇期間に、対向部68の下端面68aの上下方向位置を上記のように配置することで、異物Sが下側製品キャビティ形成部34側へ流入することを対向部68によって抑制することができる。また、鋳型18を型閉じして製品キャビティ12を形成しても、対向部68の下端面68aの上下方向位置が、湯道底部70の内底面よりも上方に維持され、上型64と下型66とが干渉することを回避できる。その結果、鋳型18の型閉じが阻害されることなく、異物Sの混入が抑制された鋳造製品を良好に得ることができる。さらに、この鋳造装置62では、駆動機構20により上型64を回動させる必要がない分、駆動機構20の構成を簡素化することができる。
As described above, also in the
上記の通り、鋳造装置62では、対向部68の下端面68aと上側製品キャビティ形成部50との上下方向の位置関係が、湯口40への注湯完了時に上側製品キャビティ形成部50が、溶湯Mと非接触となる非接触部分50aを有するように設定されることとした。また、鋳造装置62を用いた鋳造方法では、湯口40への注湯完了時の上側製品キャビティ形成部50に溶湯Mと非接触となる非接触部分50aを設けることとした。
As described above, in the
この場合、下側製品キャビティ形成部34側に供給された溶湯Mと、上側製品キャビティ形成部50との間に隙間が形成される分、溶湯Mの熱が上型64に奪われることを抑制できる。その結果、注湯開始から型閉じまでの間に溶湯Mの温度が低下することを抑制できるため、溶湯Mが製品キャビティ12に行き渡る前に凝固して湯回り不良が生じることや、型閉じ時に鋳型18にかかる溶湯Mの圧力が上昇することを抑制できる。ひいては、下側製品キャビティ形成部34及び上側製品キャビティ形成部50の間で溶湯Mを押圧しながら、製品キャビティ12が良好に形成される位置まで下型66及び上型64を接近させて、鋳造製品を良好に得ることが可能になる。
In this case, the heat of the molten metal M is suppressed from being taken away by the
図6〜図8の鋳造装置62及び該鋳造装置62を用いた鋳造方法では、湯面上昇期間の後、流入促進期間を設けることなく、型閉じして製品キャビティ12を形成することとした。しかしながら、図9〜図11に示す鋳造装置72のように、流入促進期間を設けてもよい。すなわち、鋳造装置72は、駆動機構20により、湯面上昇期間の後であって、製品キャビティ形成時までの間に、湯口湯面Maを対向部68の下端面68aより上方に維持しつつ、湯道底部70と対向部68の下端面68aとの距離を湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設ける。この点を除いては、図9〜図11の鋳造装置72は、図6〜図8の鋳造装置62と同様に構成することができる。
In the
鋳造装置72を用いた鋳造方法では、先ず、図9に示すように、駆動機構20により、下型66に対して上型64を平行移動させること等によって、対向部68と下型湯道形成部32とを離間させた状態で、対向部68の下端面68aの上下方向位置を下側入口形成部36と略同じ又は下側入口形成部36よりも下方に配置する。そして、例えば、取鍋56を介して湯口40へ注湯を開始し、湯口湯面Maが対向部68の下端面68aより上方に達するまでの湯面上昇期間の間、下型66と上型64の上記の配置を維持する。
In the casting method using the
次に、駆動機構20により、上型64の対向部68が下型湯道形成部32から離間する方向(図9の矢印Y2方向)に上型64を平行移動させる。これにより、図10に示すように、湯口湯面Maを対向部68の下端面68aより上方に維持しつつ、湯道底部70と対向部68の下端面68aとの距離を湯面上昇期間よりも大きくして流入促進期間を設ける流入促進工程を行う。これによって、湯口40から下側製品キャビティ形成部34側に流入する溶湯量を湯面上昇期間よりも増大させて、下側製品キャビティ形成部34側に速やかに溶湯Mを供給することが可能になる。この流入促進工程は、湯口40への注湯を完了した後に行ってもよいし、注湯を行いながら行ってもよい。
Next, the
次に、駆動機構20により、図10の矢印Y3方向に上型64を平行移動させる。これによって、図11に示すように、対向部68の下端面68aの上下方向位置を、湯道底部70の内底面よりも上方に維持しつつ、鋳型18を型閉じして、製品キャビティ12を形成する製品キャビティ形成工程を行う。
Next, the
この鋳造方法においても、湯面上昇期間に、対向部68の下端面68aの上下方向位置を上記のように配置することで、異物Sが下側製品キャビティ形成部34側へ流入することを対向部68によって抑制することができる。また、鋳型18を型閉じして製品キャビティ12を形成しても、対向部68の下端面68aの上下方向位置が、湯道底部70の内底面よりも上方に維持され、上型64と下型66とが干渉することを回避できる。その結果、鋳型18の型閉じが阻害されることなく、異物Sの混入が抑制された鋳造製品を良好に得ることができる。
Also in this casting method, by arranging the vertical positions of the
上記の通り、鋳造装置72では、駆動機構20は、湯面上昇期間の後であって、製品キャビティ形成時までの間に、湯口湯面Maを対向部68の下端面68aより上方に維持しつつ、湯道底部70と対向部68の下端面68aとの距離を湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設けることとした。また、鋳造装置72を用いた鋳造方法では、湯面上昇工程と製品キャビティ形成工程との間に、湯口湯面Maを対向部68の下端面68aより上方に維持しつつ、湯道底部70と対向部68の下端面68aとの距離を湯面上昇工程よりも大きくする流入促進期間を設ける流入促進工程を有することとした。
As described above, in the
この場合、湯面上昇期間において、湯口湯面Maを速やかに対向部68の下端面68aよりも上方に上昇させて、下側製品キャビティ形成部34側に異物Sが流入することを抑制できる。また、流入促進期間において、下側製品キャビティ形成部34側に異物Sの流入を抑制しつつ、溶湯Mを速やかに供給することができる。その結果、異物Sの混入や、鋳造欠陥が抑制された鋳造製品を良好に得ることが可能になる。
In this case, during the sprue level rising period, the sprue sprue surface Ma can be quickly raised above the
上記の実施形態に係る鋳造装置10、62、72では、対向部52、68と下型湯道形成部32との離間距離は、溶湯Mが流通可能な大きさに維持されることとした。また、上記の実施形態に係る鋳造方法では、注湯開始から製品キャビティ形成時まで、対向部52、68と下型湯道形成部32との離間距離を溶湯Mが流通可能となる大きさに維持することとした。これらの場合、対向部52、68と下型湯道形成部32との間で溶湯Mが凝固することを抑制できるため、上型16、64と下型14、66との型閉じが阻害されることを一層効果的に抑制できる。
In the
本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
例えば、図12及び図13に示す鋳造装置74のように、図6〜図8の上型64に代えて、図12及び図13の上型76を備えてもよい。上型76は、下型湯口形成部30の内部に対して相対的に進退可能である進退部78を有することを除いて、図6〜図8の上型64と同様に構成することができる。進退部78は、例えば、下型湯口形成部30の内部に向かって膨出するように上型76に設けられる。
For example, as in the
また、鋳造装置74の駆動機構20は、上下方向に対して傾斜する方向、具体的には、上型76が下方に向かうほど進退部78が湯口40側に接近し(図13)、上型76が上方に向かうほど進退部78が湯口40側から離間する(図12)方向に沿って上型76を移動させることができる。
Further, in the
すなわち、図13に示すように、駆動機構20により上型76を上記の傾斜方向に沿って下型66に接近させると、すなわち、上型76を矢印Z方向(型閉じ方向)に移動させると、進退部78が下型湯口形成部30に進入する分、下型湯口形成部30の容積が減少する。また、駆動機構20により上型64を上記の傾斜方向に沿って下型66から離間させると、図12に示すように、進退部78が下型湯口形成部30から退出する分、下型湯口形成部30の容積が増大する。
That is, as shown in FIG. 13, when the
上記のようにして下型湯口形成部30(湯口40)の容積を減少させると、下型湯道形成部32(湯道42)の容積も併せて減少することが好ましい。また、下型湯口形成部30(湯口40)の容積を増大させると、下型湯道形成部32(湯道42)の容積も併せて増大することが好ましい。 When the volume of the lower mold sprue forming portion 30 (sluice 40) is reduced as described above, it is preferable that the volume of the lower sprue forming portion 32 (runner 42) is also reduced. Further, when the volume of the lower type sprue forming portion 30 (sprue 40) is increased, it is preferable that the volume of the lower type sprue forming portion 32 (runner 42) is also increased.
なお、上型76と下型66との干渉をより効果的に回避する観点等から、下型湯道形成部32の下側入口形成部36の近傍には、上型76の上記の移動方向に沿って延在する下側傾斜部分80が設けられていてもよい。また、上型76の対向部68は、下型66の下側傾斜部分80に対向する部分に、上型76の上記の移動方向に沿って延在する上側傾斜部分82が設けられていてもよい。
From the viewpoint of more effectively avoiding interference between the
この鋳造装置74を用いた鋳造方法では、先ず、図12に示すように、駆動機構20により、上型76を上記の傾斜方向に沿って下側から離間させて下型湯口形成部30の容積を大きくする。また、対向部68と下型湯道形成部32とを離間させた状態で、対向部68の下端面68aの上下方向位置を下側入口形成部36と同じ(略同じを含む)又は下側入口形成部36よりも下方に配置する。
In the casting method using this
そして、例えば、取鍋56を介して湯口40へ注湯を開始し、湯口湯面Maが対向部68の下端面68aより上方に達するまでの湯面上昇期間の間、下型66と上型76の上記の配置を維持する。
Then, for example, the
下型66の凹部26内に所定量の溶湯Mが供給されると、製品キャビティ形成工程を行う。製品キャビティ形成工程では、駆動機構20により、上型64を図12の矢印Z方向に移動させて、下型66に接近させる。これによって、図13に示すように、注湯開始時よりも下型湯口形成部30の容積を小さくするとともに、対向部68の下端面68aの上下方向位置を、湯道底部70の内底面よりも上方に維持しつつ鋳型18を型閉じして、製品キャビティ12を形成する製品キャビティ形成工程を行う。
When a predetermined amount of molten metal M is supplied into the
このように、鋳造装置74及び該鋳造装置74を用いた鋳造方法においても、湯面上昇期間に、対向部68の下端面68aの上下方向位置を上記のように配置することで、異物Sが下側製品キャビティ形成部34側へ流入することを対向部68によって抑制することができる。また、鋳型18を型閉じして製品キャビティ12を形成しても、対向部68の下端面68aの上下方向位置が、湯道底部70の内底面よりも上方に維持され、上型76と下型66とが干渉することを回避できる。その結果、鋳型18の型閉じが阻害されることなく、異物Sの混入が抑制された鋳造製品を良好に得ることができる。
As described above, also in the
さらに、鋳造装置74及び該鋳造装置74を用いた鋳造方法では、注湯開始時には、下型湯口形成部30や下型湯道形成部32の容積を型閉じ時よりも大きくすることができる。これによって、溶湯Mが鋳型18に熱を奪われて降温することを抑制できる。また、湯口40及び湯道42を介して下側製品キャビティ形成部34に溶湯Mを供給するのに要する時間が長くなることを抑制できる。その結果、溶湯Mが製品キャビティ12に行き渡る前に凝固して湯回り不良が生じることや、鋳型18にかかる溶湯Mの圧力が上昇することを一層効果的に抑制できる
Further, in the
一方、型閉じ時には、注湯開始時よりも下型湯口形成部30や下型湯道形成部32の容積を減少させるため、最終的に得られる鋳造品の方案部の体積を小さくすることができる。これによって、鋳造製品の重量に対する溶湯Mの鋳込み重量(凹部26に供給する全溶湯Mの重量)を減らして歩留まりを向上させることができる。
On the other hand, when the mold is closed, the volume of the lower mold
なお、図1〜図5の鋳造装置10の上型16にも、図12及び図13の上型76の進退部78と同様に、不図示の進退部が設けられていてもよい。この鋳造装置10を用いた鋳造方法の製品キャビティ形成工程では、上型16を上記の傾斜方向に沿って下型14に接近させることで、注湯開始時よりも下型湯口形成部30や下型湯道形成部32の容積を減少させることとしてもよい。
The
上記の実施形態では、吐かせ48が製品キャビティ12の外周縁部を囲うように設けられていることとしたが特にこれに限定されるものではない。吐かせ48は、製品キャビティ12の外周縁部を断続的に囲って設けられてもよいし、製品キャビティ12の外側に部分的に設けられてもよい。
In the above embodiment, the
10、62、72、74…鋳造装置 12…製品キャビティ
14、66…下型 16、64、76…上型
18…鋳型 20…駆動機構
30…下型湯口形成部 32…下型湯道形成部
34…下側製品キャビティ形成部 36…下側入口形成部
40…湯口 42…湯道
44…入口 46、70…湯道底部
50…上側製品キャビティ形成部 50a…非接触部分
52、68…対向部 52a、68a…下端面
54…末端湯先部 78…進退部
F…流入方向 M…溶湯
Ma…湯口湯面 P…回動支点
θ…角度
10, 62, 72, 74 ...
Claims (16)
前記下型は、上下に延在する湯口を形成する下型湯口形成部と、前記湯口に連通する湯道を形成する下型湯道形成部と、前記湯口及び前記湯道を介して前記溶湯が供給される下側製品キャビティ形成部と、前記製品キャビティの前記溶湯の入口を形成する下側入口形成部と、を有し、
前記下型湯道形成部は、前記下側入口形成部よりも下方に配置される湯道底部を有し、
前記上型は、前記下型湯口形成部とともに前記湯口を形成する上型湯口形成部と、前記下側製品キャビティ形成部との間に前記製品キャビティを形成可能な上側製品キャビティ形成部と、前記鋳型の型閉じ方向に沿って前記湯道底部に対向可能である対向部と、を有し、
前記駆動機構は、前記湯口への注湯開始から、前記湯口内の前記溶湯の湯口湯面が前記対向部の下端面より上方に達するまでの湯面上昇期間には、前記対向部と前記下型湯道形成部とを離間させた状態で、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記上側製品キャビティ形成部よりも下方であり且つ前記下側入口形成部と同じ又は前記下側入口形成部よりも下方に配置し、
前記製品キャビティ形成時には、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記湯道底部の内底面よりも上方に維持する、鋳造装置。 A mold having a lower mold and an upper mold capable of forming a product cavity, and a drive mechanism for relatively moving the lower mold and the upper mold are provided, and a molten metal is pressed between the lower mold and the upper mold. It is a casting machine that closes the mold while
The lower mold has a lower sprue forming portion that forms a sprue extending vertically, a lower sprue forming portion that forms a sprue communicating with the sprue, and the molten metal via the sprue and the sprue. Has a lower product cavity forming portion to which the product is supplied and a lower inlet forming portion forming the inlet of the molten metal in the product cavity.
The lower type runner forming portion has a runner bottom portion arranged below the lower entrance forming portion.
The upper mold includes an upper mold sprue forming portion that forms the sprue together with the lower sprue forming portion, an upper product cavity forming portion capable of forming the product cavity between the lower product cavity forming portion, and the upper product cavity forming portion. It has an opposing portion that can face the bottom of the runner along the mold closing direction of the mold.
The drive mechanism is in the facing portion and the lower portion during the period of rising of the sprue level from the start of pouring into the sprue until the sprue sprue surface of the molten metal in the sprue reaches above the lower end surface of the facing portion. With the mold runner forming portion separated, the vertical position of the lower end surface of the facing portion is lower than the upper product cavity forming portion and is the same as or the lower side of the lower entrance forming portion. Placed below the entrance forming part,
A casting device that maintains the vertical position of the lower end surface of the facing portion above the inner bottom surface of the runner bottom portion when the product cavity is formed.
前記製品キャビティは、前記溶湯の前記入口と、該入口と前記製品キャビティを挟んで反対側に配置される末端湯先部とを有し、
前記駆動機構は、前記末端湯先部よりも前記入口側に近接して設けられた回動支点を中心として前記上型を回動させることが可能であり、前記上型を回動させることで、前記湯面上昇期間に前記対向部の前記下端面を前記上側製品キャビティ形成部よりも下方に配置する、鋳造装置。 In the casting apparatus according to claim 1,
The product cavity has the inlet of the molten metal and a terminal tip portion arranged on the opposite side of the inlet and the product cavity.
The drive mechanism can rotate the upper mold around a rotation fulcrum provided closer to the inlet side than the terminal sprue portion, and by rotating the upper mold, the upper mold can be rotated. A casting apparatus for arranging the lower end surface of the facing portion below the upper product cavity forming portion during the molten metal level rising period.
前記対向部は、前記上型から下方に突出することで、該対向部の前記下端面が前記上側製品キャビティ形成部よりも下方に配置される、鋳造装置。 In the casting apparatus according to claim 1,
A casting apparatus in which the facing portion projects downward from the upper mold so that the lower end surface of the facing portion is arranged below the upper product cavity forming portion.
前記対向部の前記下端面と前記上側製品キャビティ形成部との上下方向の位置関係は、前記湯口への注湯完了時に前記上側製品キャビティ形成部が、前記溶湯と非接触となる非接触部分を有するように設定される、鋳造装置。 In the casting apparatus according to claim 3,
The vertical positional relationship between the lower end surface of the facing portion and the upper product cavity forming portion is such that the upper product cavity forming portion is in non-contact with the molten metal when pouring into the sprue is completed. Casting equipment set to have.
前記駆動機構は、前記湯面上昇期間の後であって、前記製品キャビティ形成時までの間に、前記湯口湯面を前記対向部の前記下端面より上方に維持しつつ、前記湯道底部と前記対向部の前記下端面との距離を前記湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設ける、鋳造装置。 In the casting apparatus according to any one of claims 1 to 4.
The drive mechanism is connected to the bottom of the runner while maintaining the sprue surface above the lower end surface of the facing portion until after the sprue level rising period and until the product cavity is formed. A casting apparatus provided with an inflow promoting period in which the distance between the facing portion and the lower end surface is made larger than the molten metal level rising period.
前記駆動機構は、前記湯面上昇期間の後であって、前記製品キャビティ形成時までの間に、前記上型の前記対向部が前記下型湯道形成部から離間する方向に前記上型を回動させることで、前記湯口湯面を前記対向部の前記下端面より上方に維持しつつ、前記湯道底部と前記対向部の前記下端面との距離を前記湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設ける、鋳造装置。 In the casting apparatus according to claim 2,
The drive mechanism moves the upper mold in a direction in which the facing portion of the upper mold is separated from the lower mold runner forming portion after the molten metal level rising period and before the product cavity is formed. By rotating the sprue surface, the distance between the bottom of the runner and the lower end surface of the facing portion is made larger than the sprue level rising period while maintaining the sprue sprue surface above the lower end surface of the facing portion. Casting equipment that provides an inflow promotion period.
前記対向部と前記下型湯道形成部との離間距離は、前記溶湯が流通可能な大きさに維持される、鋳造装置。 In the casting apparatus according to any one of claims 1 to 6.
A casting apparatus in which the distance between the facing portion and the lower mold runner forming portion is maintained at a size that allows the molten metal to flow.
前記下型湯口形成部は、上面視で前記上型よりも外側に前記湯口を形成し、
前記上型には、前記下型湯口形成部の内部に進退可能である進退部が設けられ、
前記駆動機構は、前記鋳型の型閉じ時に、前記進退部が前記下型湯口形成部に進入する方向に沿って前記上型を前記下型に接近させることで、前記下型湯口形成部の容積を前記注湯開始時よりも減少させる、鋳造装置。 In the casting apparatus according to any one of claims 1 to 7.
The lower mold sprue forming portion forms the sprue on the outer side of the upper mold in a top view.
The upper mold is provided with an advancing / retreating portion capable of advancing / retreating inside the lower sprue forming portion.
The drive mechanism brings the upper mold closer to the lower mold along the direction in which the advancing / retreating portion enters the lower mold sprue forming portion when the mold is closed, so that the volume of the lower mold sprue forming portion is formed. A casting device that reduces the amount of water from the start of pouring.
前記下型は、上下に延在する湯口を形成する下型湯口形成部と、前記湯口に連通する湯道を形成する下型湯道形成部と、前記湯口及び前記湯道を介して前記溶湯が供給される下側製品キャビティ形成部と、前記製品キャビティの前記溶湯の入口を形成する下側入口形成部と、を有し、
前記下型湯道形成部は、前記下側入口形成部よりも下方に配置される湯道底部を有し、
前記上型は、前記下型湯口形成部とともに湯口を形成する上型湯口形成部と、前記下側製品キャビティ形成部との間に前記製品キャビティを形成可能な上側製品キャビティ形成部と、前記鋳型の型閉じ方向に沿って前記湯道底部に対向可能である対向部と、を有し、
前記鋳造方法は、
前記湯口への注湯開始から、前記湯口内の前記溶湯の湯口湯面が前記対向部の下端面より上方に達するまでの湯面上昇期間に、前記対向部と前記下型湯道形成部とを離間させた状態で、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記上側製品キャビティ形成部よりも下方であり且つ前記下側入口形成部と同じ又は前記下側入口形成部よりも下方に配置する湯面上昇工程と、
前記湯面上昇工程の後、前記対向部の前記下端面の上下方向位置を、前記湯道底部の内底面よりも上方に維持しつつ、前記鋳型を型閉じして前記製品キャビティを形成する製品キャビティ形成工程と、
を有する、鋳造方法。 A mold having a lower mold and an upper mold capable of forming a product cavity, and a drive mechanism for relatively moving the lower mold and the upper mold are provided, and a molten metal is pressed between the lower mold and the upper mold. It is a casting method using a casting device that closes the mold while closing the mold.
The lower mold has a lower sprue forming portion that forms a sprue extending vertically, a lower sprue forming portion that forms a sprue communicating with the sprue, and the molten metal via the sprue and the sprue. Has a lower product cavity forming portion to which the product is supplied and a lower inlet forming portion forming the inlet of the molten metal in the product cavity.
The lower type runner forming portion has a runner bottom portion arranged below the lower entrance forming portion.
The upper mold includes an upper mold sprue forming portion that forms a sprue together with the lower sprue forming portion, an upper product cavity forming portion capable of forming the product cavity between the lower product cavity forming portion, and the mold. It has an opposing portion that can face the bottom of the runner along the mold closing direction of the mold.
The casting method is
During the period of rising of the sprue level from the start of pouring into the sprue until the sprue surface of the molten metal in the sprue reaches above the lower end surface of the facing portion, the facing portion and the lower mold channel forming portion The vertical position of the lower end surface of the facing portion is lower than the upper product cavity forming portion and is the same as or lower than the lower entrance forming portion. The hot water level rising process to be placed in
A product that forms the product cavity by closing the mold while maintaining the vertical position of the lower end surface of the facing portion above the inner bottom surface of the runner bottom portion after the molten metal level raising step. Cavity formation process and
Has a casting method.
前記製品キャビティは、前記溶湯の前記入口と、該入口と前記製品キャビティを挟んで反対側に配置される末端湯先部とを有し、
前記駆動機構は、前記末端湯先部よりも前記入口側に近接して設けられた回動支点を中心として前記上型を回動させることが可能であり、
前記湯面上昇工程では、前記上型を回動させることで、前記対向部の前記下端面を前記上側製品キャビティ形成部よりも下方に配置する、鋳造方法。 In the casting method according to claim 9,
The product cavity has the inlet of the molten metal and a terminal tip portion arranged on the opposite side of the inlet and the product cavity.
The drive mechanism can rotate the upper mold around a rotation fulcrum provided closer to the inlet side than the terminal tip portion.
In the molten metal level raising step, a casting method in which the lower end surface of the facing portion is arranged below the upper product cavity forming portion by rotating the upper mold.
前記対向部は、前記上型から下方に突出することで、該対向部の前記下端面が前記上側製品キャビティ形成部よりも下方に配置される、鋳造方法。 In the casting method according to claim 9,
A casting method in which the facing portion projects downward from the upper mold so that the lower end surface of the facing portion is arranged below the upper product cavity forming portion.
前記湯口への注湯完了時の前記上側製品キャビティ形成部に前記溶湯と非接触となる非接触部分を設ける、鋳造方法。 In the casting method according to claim 11,
A casting method in which a non-contact portion that is in non-contact with the molten metal is provided in the upper product cavity forming portion when pouring into the sprue is completed.
前記湯面上昇工程と前記製品キャビティ形成工程との間に、前記湯口湯面を前記対向部の前記下端面より上方に維持しつつ、前記湯道底部と前記対向部の前記下端面との距離を前記湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設ける流入促進工程を有する、鋳造方法。 In the casting method according to any one of claims 9 to 12,
The distance between the bottom of the runner and the lower end surface of the facing portion while maintaining the sprue surface above the lower end surface of the facing portion between the molten metal level raising step and the product cavity forming step. A casting method comprising an inflow promotion step of providing an inflow promotion period in which the temperature rises above the molten metal level.
前記湯面上昇工程と前記製品キャビティ形成工程との間に、前記上型の前記対向部が前記下型湯道形成部から離間する方向に前記上型を回動さることで、前記湯口湯面を前記対向部の前記下端面より上方に維持しつつ、前記湯道底部と前記対向部の前記下端面との距離を前記湯面上昇期間よりも大きくする流入促進期間を設ける流入促進工程を有する、鋳造方法。 In the casting method according to claim 10,
The sprue surface of the sprue is formed by rotating the upper die in a direction in which the facing portion of the upper die is separated from the lower die forming section between the step of raising the sprue level and the step of forming the product cavity. It has an inflow promotion step of providing an inflow promoting period in which the distance between the bottom of the runner and the lower end surface of the facing portion is made larger than the molten metal level rising period while maintaining above the lower end surface of the facing portion. , Casting method.
前記注湯開始から前記製品キャビティ形成時まで、前記対向部と前記下型湯道形成部との離間距離を前記溶湯が流通可能となる大きさに維持する、鋳造方法。 In the casting method according to any one of claims 9 to 14,
A casting method in which the distance between the facing portion and the lower mold runner forming portion is maintained at a size that allows the molten metal to flow from the start of pouring to the formation of the product cavity.
前記下型湯口形成部は、上面視で前記上型よりも外側に前記湯口を形成し、
前記上型には、前記下型湯口形成部の内部に対して相対的に進退可能である進退部が設けられ、
前記製品キャビティ形成工程では、前記進退部が前記下型湯口形成部に進入する方向に沿って前記上型を前記下型に接近させることで、前記注湯開始時よりも前記製品キャビティ形成後の前記下型湯口形成部の容積を減少させる、鋳造方法。 In the casting method according to any one of claims 9 to 15,
The lower mold sprue forming portion forms the sprue on the outer side of the upper mold in a top view.
The upper mold is provided with an advancing / retreating portion capable of advancing / retreating relative to the inside of the lower sprue forming portion.
In the product cavity forming step, the upper mold is brought closer to the lower mold along the direction in which the advancing / retreating portion enters the lower mold sprue forming portion, so that the product cavity is formed after the product cavity is formed rather than at the start of pouring. A casting method for reducing the volume of the lower sprue forming portion.
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