減壓鑄造方法和減壓鑄造裝置的製作方法

2023-05-07 07:39:16

專利名稱：減壓鑄造方法和減壓鑄造裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種減壓鑄造方法和減壓鑄造裝置。
背景技術：
以往，關於減壓鑄造技術已知有抑制注射活塞的柱塞頭的背面側的
空氣向型腔側洩漏的技術，例如日本特開2002-224807號公報中公開有此類技術。
然而，可以想到在如上述專利文獻中公開的以往的方法中，隨著堵塞柱塞頭的端面開口部及澆注口的開口部而發生不良情況。
具體而言，例如柱塞套筒的端面開口部，採用通過在柱塞套筒內滑動的減壓套筒來封閉的構成，因此通過柱塞套筒的由熱引起的變形或者膨脹，而在減壓套筒與柱塞套筒之間的間隙產生變化，從而造成無法保證密封性能。
另外，關於澆注口的開口部，若考慮存在熔液的濺落液體，則在利用蓋等進行密封的方式中，而變得無法可靠地進行密封。
另外，在如上述專利文獻中公開的以往的方法中，在柱塞套筒的端面開口部和澆注口被堵塞的狀態下，可以進行柱塞頭的背面側的空間與型腔兩方的減壓，但是由於存在兩個空間的容積差或者減壓通道的阻力，難以保持兩個空間的減壓度相同，因此造成上述兩個空間產生壓差。
因上迷壓差，熔液浸入到柱塞頭與柱塞套筒的間隙或柱塞頭的背面側，而且因該浸入的熔液，有時會發生柱塞頭的卡住或者滑動不良等的不良情況。
另外，減壓鑄造中，以往存在如下問題因型腔容積或者澆道通道的複雜性，而難以在規定時間內使從型腔至柱塞套筒的全部空間達到所需的減壓度。
若考慮熔液在柱塞套筒內的凝固，則減壓能夠消耗的時間為l秒鐘
4左右，可以想到在型腔、柱塞套筒的減壓度發生分布。
並且，當在這樣的減壓度不穩定的狀態下進行鑄造時，可以想到增大了品質的不穩定性。

發明內容
於是，本發明提供一種針對減壓鑄造方法和減壓鑄造裝置，解決上述的密封性能問題、壓差問題及減壓度不穩定問題的新技術。
本發明要解決的問題如上所述，下面說明用於解決該問題的方案。
本發明的第一方式，其是對模具型腔內減壓來進行鑄造的減壓鑄造方法，當從柱塞套筒的澆注口澆注之後，構成包圍上述澆注口及上述柱塞套筒的與上述模具相反側的開放端部的減壓室，在柱塞頭的注射動作開始之前，開始上述減壓室及上述型腔內的減壓動作。
特別優選地，當上述減壓開始之時，上述柱塞頭配置於比上述澆注口靠近上述柱塞套筒開放端部的一側，藉助上述澆注口連接上述減壓室與上述柱塞套筒的內部。
本發明的第二形態，其具備在內部形成有減壓室的堵塞構件，上述減壓室包圍柱塞套筒的澆注口及上述柱塞套筒的與模具相反側的開放端部；以及用於將上述減壓室及上述模具的型腔內部減壓的減壓機構，在從上述澆注口澆注之後用上述堵塞構件形成減壓室，在形成上述減壓室之後開始利用上述減壓機構減壓，在減壓開始之後利用柱塞頭開始注射動作。
優選地，當上述減壓開始之時，上述柱塞頭配置於比上述澆注口靠近上述柱塞套筒開放端部的一側，藉助上述澆注口連接上述減壓室與上述柱塞套筒的內部。
另外，優選地，上述堵塞構件為在上述柱塞套筒射出之際移動一側的端面開放的筒狀部件，上述柱塞頭的支承軸通插另一側封閉側的端面，上述堵塞構件的內部尺寸構成為大於上述柱塞套筒的外部尺寸，通過上述堵塞構件的開放一側的端面向上述柱塞套筒射出時的移動方向移動，將上述柱塞套筒的開放端部插入到上述堵塞構件的內部空間。
5再者，優選地，上述柱塞套筒的外壁上豎立設置有凸緣部，通過上 述堵塞構件的開放一側的端面壓接於上述凸緣部來形成上述減壓室。
另外，固定上述模具的固定臺板上設置有凸緣部，通過上述堵塞構 件的開放一側的端面壓接於上述凸緣部來形成上述減壓室。
另外，優選地，上述堵塞構件、上述柱塞套筒、上述柱塞頭及上述 柱塞頭的支承軸配置在同軸上。
根據本發明的第一形態，由於加壓開始的時機較早並且可以在減壓 開始後有效地實施減壓動作，因此在短時間內可以進行柱塞套筒內以及 型腔內的減壓動作，可以可靠且穩定地實現直至目標水平的減壓。
根據本發明，進一步在柱塞頭的注射動作之前，藉助上述澆注口可 以對柱塞頭的前面側以及背面側的兩個空間大致均等地減壓，考慮到上 述情況，可以抑制在上述兩個空間之間發生壓差，可以抑制發生熔液向 柱塞頭與柱塞套筒之間的間隙侵入等的不良情況。
根據本發明的第二方式，由於加壓開始的時機較早並且可以在減壓 開始後有效地實施減壓動作，因此在短時間內可以進行柱塞套筒內以及 型腔內的減壓動作，可以可靠且穩定地實現直至目標水平的減壓。
根據本發明，進一步在柱塞頭的注射動作之前，藉助上述澆注口可 以對柱塞頭的前面側以及背面側的兩個空間大致均等地減壓，考慮到上 述情況，可以抑制在上述兩個空間之間發生壓差，可以抑制發生熔液向 柱塞頭與柱塞套筒之間的間隙侵入等的不良情況。。
根據本發明，可以進一步上述簡單的構造。
根據本發明，根據凸緣部可以進一步實現堵塞構件的止動件和減壓 室的密封這樣兩個功能。另外，沒有直接接觸柱塞套筒以及澆注口而在 柱塞套筒的開放端部側形成減壓室，再者用凸緣部密封，因此無論是否 存在柱塞套筒的加熱變形或澆注口的汙染情況，可以可靠地密封。
根據本發明，可以進一步實現減壓鑄造裝置的小型化。


圖l是表示澆注時的減壓鑄造裝置的圖。(b)是表示減壓開始時的減壓鑄造裝置的圖。
圖2是表示減壓鑄造的一連串處理過程的圖。
圖3是以橫軸為時間、縱軸為壓力來表示壓力隨時間變化的例子的圖。
圖4是以橫軸為減壓度、縱軸為缺陷面積總計來表示兩者的相關關 系的圖。
圖5是表示凸緣部的第二實施方式的圖。
符號說明
1模具 2a 開放端部 4型腔 7澆包 11減壓室
具體實施例方式
下面，說明本發明的實施方式。
圖1 (a)、 (b)是表示減壓鑄造裝置30的構成例的圖。
如圖l(a)所示，在模具l上經由未圖示的固定臺板附設有柱塞套 筒2。並且，其是在該柱塞套筒2內使柱塞頭3滑動以將熔液5注射到 設於模具1的型腔4內的構造。
如圖1 (a)所示，在上述柱塞套筒2上設有澆注口 6，經由該澆注 口 6將熔液5從澆包7供給到柱塞套筒2內。
在上述柱塞套筒2的外壁上設有凸緣部8。將該凸緣部8構成為形 成與大致垂直於上述柱塞頭3行進方向的平面大致並行的壁面。該凸緣 部8的位置位於比配置上述澆注口 6的位置更靠近柱塞頭3注射熔液 時移動的一側，即上述模具l側。
如圖1 (b)所示，在與上述柱塞頭3的支承軸9同軸上設有用於形
2柱塞套筒
3 柱塞頭
6 澆注口
10堵塞構件
30 減壓鑄造裝置成減壓室11的堵塞構件10。
該堵塞構件10是在上述柱塞頭3注射時移動的一側的端面10a開 放的筒狀部件，上述支承軸9滑動自由地插通於另一側封閉側的端面 10d的貫通孔10c中。
將構成筒狀的堵塞構件10的內部尺寸，構成為大於上述柱塞套筒2 的外部尺寸。通過使堵塞構件10的上述端面10a向上述柱塞頭注射時 的移動方向移動，將上述柱塞套筒2的開放端部2a插入到上述堵塞構 件10的內部空間中。
並且，當將在上述堵塞構件10的上述端面10a上設置的凸緣部10b 壓接於上述柱塞套筒2的凸緣部8時，形成包圍上述柱塞套筒2的開放 端部2a的周圍的減壓室11 (腔室)。
上述堵塞構件IO、上述柱塞套筒2、上述柱塞頭3和上述柱塞頭的 支承軸9釆用配置在同軸上的構成，由此可實現減壓鑄造裝置30的小 型化。
如圖1 (a)所示，上述支承軸9按照利用由汽缸、油缸等形成的未 圖示的執行器進退的方式被控制。由此，設於前端上的柱塞頭3在柱塞 套筒2內進退。
如圖l(a)所示，上述支承軸9滑動自由地貫穿安裝在上述堵塞構 件10的封閉的端面10d上設置的貫通孔10c中，並且，在上述貫通孔 10c上設有由O形密封環等構成的密封構件12，該密封構件12密封其 與支承軸9之間的間隙。
如圖1 (a)、 (b)所示，上述堵塞構件10構成為利用由汽缸、油 缸等形成的執行器13，保持與柱塞頭3 (支承軸9)同軸上的位置的狀 態下進行移動。
如後所述那樣，該執行器13與柱塞頭3 (支承軸9 )獨立地被驅動， 由此使上述堵塞構件10與柱塞頭3獨立地進行動作。
如圖1 (a)、 (b)所示，在上述柱塞套筒2上豎立設置的凸緣部8 中，在與上述堵塞構件10的凸緣部10b相對置的一側上設有由O形密 封環等構成的密封構件14。利用該密封構件14，在兩個凸緣部8、 10
8被壓接的狀態下，密封兩者之間所形成的間隙。此外，也可以是在密封
構件10的凸緣部10b上設有密封構件14的構造。
並且，根據這樣的凸緣部8、 10的構成，可以實現堵塞構件10的 止動件、和減壓室11的密封這樣兩個功能。
另外，由於堵塞構件10在柱塞套筒2的外側進行移動，所以在柱 塞套筒2與堵塞構件10之間不需要潤滑油。
另外，由於由上述凸緣部8、 IO構成的密封部，配置在柱塞套筒2 的外側，所以可抑制由熔液的熱引起的凸緣部8、 IO的變形，由此能夠 確保可靠的密封性。
另外，由於上述密封構件10能夠形成減壓室11而不與澆注口 6接 觸，所以不會發生由可附著於澆注口 6的熔液等而損壞減壓室11的密 封性能等不良情況。由此，能夠可靠地確保成為目標的減壓度。再者， 能夠實現與密封性能相關的免維護。
如圖1 (a)、 (b)所示，上述堵塞構件10內設有用於抽吸由其內部 空間形成的減壓室11內的空氣的抽吸口 15。
並且，上述抽吸口 15設置於上述柱塞套筒2的凸緣部8，並且可以 構成為在上述堵塞構件10處於圖1 (b)所示的狀態下，利用設置在凸 緣部8上的抽吸口進行抽吸。根據這樣的構造，能夠固定與減壓罐18 連接的吸氣配管。
上述模具1上設置有抽吸口 16，該抽吸口 16用於通過上述型腔4 內而抽吸型腔4內的空氣。另外，在連接型腔4與上述抽吸口 16的通 道上，^沒有切斷閥17。
另外，上述兩個抽吸口 15、 16經由減壓罐18而與真空泵19連接， 通過設置在其通道上的開閉閥20的動作，開始上述減壓室11及型腔4 的減壓。另外，減壓罐18起到緩衝作用。
圖1 (a)、 (b)所示的構成中，優選地構成為按照完全連動的方 式控制澆包7、柱塞頭3、堵塞構件10 (執行器13 )、切斷閥17、開閉 閥20及真空泵19。
9例如，就上述執行器13而言，其隨著澆注完成後的澆包7的後退 而使堵塞構件10前進，以壓接於凸緣部8而形成減壓室11。另外，在 注射完成後，可以想到在柱塞頭3後退前或者同時進行後退的動作這樣 的動作控制。
並且，就使各個裝置動作的具體機構而言，其沒有特別的限定。
下面，通過圖2說明上述裝置構成的減壓鑄造。
首先，如圖2所示，在澆注Sl時通過澆包7將熔液供給到柱塞套 筒2內。
此時，利用執行器13按照向遠離柱塞套筒2的一側牽引的方式控 制上述堵塞構件10。另外，按照配置在比澆注口 6更靠前的位置的方式 控制柱塞頭3的前端部，形成上述澆注口 6完全開放的狀態。此外，上 述開閉閥20處於關閉的狀態，處於不進行抽吸的狀態。
接下來，如圖2所示，在減壓開始時S2開始減壓。
此時，通過上述執行器13,將上述堵塞構件10與設置在柱塞套筒 2上的凸緣部8頂接。由此，將柱塞套筒2的開放端部2a及澆注口 6 配置在堵塞構件10的減壓室11內。該狀態下，經由上述澆注口 6使柱 塞頭3的背面側(沒有與熔液接觸的一側的端面側)的空間與柱塞套筒 2內的空間連通。
這才羊，當上述減壓開始時，上述柱塞頭3配置在比上述澆注口 6更 靠近上述柱塞套筒2的開放端部2a的一側，經由上述澆注口 6使上述 減壓室11與上述柱塞套筒2內連通。
另外，在減壓開始時S2，為了使因澆包7的澆注而搖晃的熔液靜置， 而短時間放置(例如1~2秒左右)。
另外，在熔液靜置中或者靜置後，通過打開上述開閉閥20而開始 抽吸上述減壓室11及型腔4內的空氣的抽吸，開始減壓。
在由柱塞頭3的熔液的注射動作開始之前開始該減壓。由此，在柱 塞頭3堵塞澆注口 6之前開始減壓。另外，在該減壓過程中，上述減壓 室11經由澆注口 6與柱塞套筒2連通，因此柱塞套筒2內的空氣不僅
10經由上述型腔4且經由上述澆注口 6的較大開口而,皮抽吸。
另外，通過如上所述的構成，能夠將柱塞套筒2內的減壓開始的時 機設在柱塞頭3的注射動作開始之前，進而，能夠經由型腔4和澆注口 6的兩者來實施柱塞套筒2內的減壓。
這樣，減壓開始的時機變早，並且減壓開始後能夠有效地實施減壓， 因此可以在短時間內進行柱塞套筒2內以及型腔4內的減壓(能夠節省 減壓時間)。
另外，關於由這樣的減壓方法帶來的效果，例如能夠通過比較如圖 3所示的減壓曲線L1和L2來表現。並且，圖3表示為了比較減壓度， 僅通過低速注射測量減壓度而不進行高速注射。
在該例子中，減壓曲線L1表示基於本實施例的情況，減壓曲線L2 表示基於以往例的情況，橫軸表示時間，縱軸表示型腔內的壓力。另夕卜， 曲線L3表示柱塞頭3的位置，並且表現出在某目標時間T2內開始高 速注射。
如減壓曲線Ll所示，在本實施例中能夠將減壓開始的時機設定為 較早的時間TO(例如，熔液剛剛靜置後的時機)。即，能夠在柱塞頭3 的位置為0的狀態下開始減壓。
另一方面，在柱塞頭通過澆注口後開始減壓的以往情況下，如減壓 曲線L2所示，從晚於時間TO的時間Tl開始減壓，在某個目標時間 T2時的壓力比減壓曲線L2高。
這樣，在本實施例中，能夠將減壓開始的時機設定得較早，因此能 夠在某個目標時間T2時實現更大的減壓。
另外，不僅是因為上述減壓開始的時機，而且本實施例中還能夠從 上述澆注口 6及型腔4的兩者進行減壓，能夠有效地進行該減壓，因此 最終能夠實現更大的減壓。
接下來，如圖2所示，在注射時S3進行注射。
上述柱塞頭3利用未圖示的執行器移動，且熔液被注射到被確保為 規定減壓度的型腔4內。在進行該注射期間，保持上述開閉閥20打開
ii的狀態，且繼續進行型腔4及減壓室11的減壓。
另外，在此，在柱塞頭3通過澆注口 6的時刻，柱塞套筒2內的空 間分為型腔4側的空間和柱塞頭3的背面側的空間的兩個空間，但可以 想到在兩個空間中，已經由上述澆注口 6大致均等地被實施減壓，因此 可以說在兩個空間之間不會發生較大的壓差。由此，能夠抑制發生熔液 浸入到柱塞套筒2與柱塞頭3之間的間隙的情況。
接下來，如圖2所示，在注射完成時S4完成注射。
在該狀態下，通過高速注射熔液而關閉切斷閥17。
並且，在柱塞頭3向注射側移動到頭後的狀態下，處於上述開閉閥 20關閉而結束減壓的狀態。
型腔4內的產品凝固後，打開模具取出產品。
另外，在注射完成後，將上述柱塞頭拉回。此時，在柱塞套筒2內 存在垃圾、熔液的碎片等情況下，它們被柱塞頭3的背面推壓而被除去， 並且從柱塞套筒2的開放端部2a被排出。
這樣，通過在柱塞頭3後退時的柱塞頭3的動作，能夠使柱塞套筒 2內的內周面處於乾淨的狀態。
並且，通過除去上述垃圾等，可抑制下一次注射時混入雜質，進而 能夠實現品質的提高。
如上所示，在本實施例的減壓鑄造方法中，如圖1 (a)、 (b)所示， 在從柱塞套筒2的澆注口 6澆注後構成減壓室11，該減壓室11包圍上 述澆注口 6及上述柱塞套筒2的反模具1側的開放端部2a，在上述柱塞 頭3注射動作開始前，開始上述減壓室11及型腔4內的減壓。
另外，本實施例的減壓鑄造裝置30中，具備在內部形成有減壓 室ll的堵塞構件lO，該減壓室ll包圍柱塞套筒2的澆注口 6及上述柱 塞套筒2的反模具1側的開放端部2a;用於對上述減壓室11及型腔4 內進行減壓的作為減壓機構的減壓罐18和真空泵19,並且構成為在 從上述柱塞套筒2的澆注口 6澆注後利用上述堵塞構件10形成減壓室 11，在形成上述減壓室11後開始利用上述減壓機構進行減壓，在開始減壓後開始利用柱塞頭3進行注射動作。
另外，根據以上的方法、裝置構成，減壓開始的時機較早並且能夠 在減壓開始後有效地實施減壓，因此短時間內可進行柱塞套筒2內以及 型腔4內的減壓動作，能夠可靠且穩定地實現直至目標水平的減壓。
另外，在柱塞頭3的注射動作之前，經由上述澆注口 6對柱塞頭3 的前面側及背面側的兩個空間中大致均等地實施減壓，考慮到該情況， 能夠抑制在上述兩個空間之間發生壓差，能夠抑制熔液向柱塞頭3與柱 塞套筒2之間的間隙侵入等的不良情況的發生。
另外，以上的效果帶來產品品質的提高。例如如圖4所示，關於在 某個目標時間內達到的減壓度(torr )、和在該減壓度的狀況下進行鑄造 時的產品的缺陷面積總計(mm2)之間的關係，可以表述為能夠可靠地 確保減壓度的情況下的集合M1中的缺陷面積總計，小於無法可靠地確 保減壓度的情況下的集合M2以及M3中的缺陷面積總計。通過實施實 際的試驗，也能夠得到如該圖4所示的減壓度與缺陷面積總計的相關關 系。
並且，凸緣部8並不限定於豎立設置在上述柱塞套筒2的外壁上的 構成，只要設置在可與上述堵塞構件10的凸緣10b抵接且通過與凸緣 部10b壓接而形成減壓室的位置即可。例如，也可以如圖5所示豎立設 置在安裝模具1的固定臺板20上。
產業上的可利用性
本發明可適用於減壓鑄造方法以及減壓鑄造裝置的技術。
權利要求
1. 一種減壓鑄造方法，是對模具型腔內進行減壓來實現鑄造的減壓鑄造方法，其特徵在於從柱塞套筒的澆注口澆注之後，構成包圍上述澆注口及上述柱塞套筒的與上述模具相反側的開放端部的減壓室，在柱塞頭的注射動作開始之前，開始進行上述減壓室及上述型腔內的減壓。
2. 根據權利要求1所述的減壓鑄造方法，其特徵在於當上述減 壓開始時，上述柱塞頭配置於比上述澆注口更靠近上述柱塞套筒的開放 端部的一側，經由上述澆注口使上述減壓室與上述柱塞套筒內連通。
3. —種減壓鑄造裝置，其特徵在於具備在內部形成有減壓室的堵塞構件，該減壓室包圍柱塞套筒的 澆注口及上述柱塞套筒的與模具相反側的開放端部；以及用於對上述減 壓室及上述模具的型腔內部進行減壓的減壓機構，在從上述澆注口澆注後由上述堵塞構件形成減壓室，在形成上述減壓室後開始利用上述減壓機構進行減壓，在減壓開始後利用柱塞頭開始進行注射動作。
4. 根據權利要求3所述的減壓鑄造裝置，其特徵在於當上述減 壓開始時，上述柱塞頭配置於比上述澆注口更靠近上述柱塞套筒的開放 端部的一側，經由上述澆注口使上述減壓室與上述柱塞套筒內連通。
5. 根據權利要求4所述的減壓鑄造裝置，其特徵在於上述堵塞 構件為在上述柱塞頭注射時移動的一側的端面開放的筒狀部件，上述柱塞頭的支承軸插通於另 一側封閉側的端面的貫通孔中， 上述堵塞構件的內部尺寸構成為大於上述柱塞套筒的外部尺寸， 通過上迷堵塞構件的開放側的端面向上述柱塞頭注射時的移動方 向移動，上述柱塞套筒的開放端部插入到上述堵塞構件的內部空間中。
6. 根據權利要求5所述的減壓鑄造裝置，其特徵在於上述柱塞 套筒的外壁上豎立設置有凸緣部，通過上述堵塞構件的開放側的端面壓接於上述凸緣部，而形成上述減壓室。
7. 根據權利要求5所述的減壓鑄造裝置，其特徵在於在固定臺 板上設置有凸緣部，通過上述堵塞構件的開放側的端面壓接於上述凸緣部，而形成上述 減壓室。
8. 根據權利要求5至7中任意一項所述的減壓鑄造裝置，其特徵在 於上述堵塞構件、上述柱塞套筒、上述柱塞頭及上述柱塞頭的支承軸 配置在同軸上。
全文摘要
本發明解決密封性能、壓差、減壓度的穩定性。提供一種對模具型腔內進行減壓來實現鑄造的減壓鑄造方法，從柱塞套筒(2)的澆注口(6)澆注後，構成包圍上述澆注口(6)及上述柱塞套筒(2)的與模具(1)相反側的開放端部(2a)的減壓室(11)，在柱塞頭(3)的注射動作開始前，開始上述減壓室(11)及上述型腔內(4)的減壓動作，特別是在上述減壓開始時，上述柱塞頭(3)配置於比上述澆注口(6)更靠近上述柱塞套筒(2)的開放端部(2a)的一側，經由上述澆注口(6)使上述減壓室(11)與上述柱塞套筒(2)內連通。
文檔編號B22D17/00GK101460269SQ200780021079
公開日2009年6月17日 申請日期2007年10月11日 優先權日2006年10月12日
發明者土屋詔一, 天野憲廣 申請人:豐田自動車株式會社