壓力鑄造裝置及壓力鑄造方法

2023-05-12 15:47:01

壓力鑄造裝置及壓力鑄造方法
【專利摘要】本發明提供一種壓力鑄造裝置及壓力鑄造方法，其比較簡單、小型、通用性高，而且能高效率地進行熔融金屬材料的流入、截斷及氣體的排出。壓力鑄造裝置具有由固定模和可動模組成的鑄模，該可動模能由第一加壓單元相對於該固定模移動位置；在該壓力鑄造裝置中，具備能由第二加壓單元相對於可動模移動位置的第二可動模。形成鑄造產品a的形狀的產品模腔由固定模和第二可動模構成。通過使可動模移動至與固定模接近的規定位置，在產品模腔的外側而且在可動模與固定模之間的位置，形成與產品模腔連通的澆口及氣體排出口。在可動模處於規定位置的狀態下，如使第二可動模移動至第二規定位置，則產品模腔與澆口及氣體排出口的連通被截斷。
【專利說明】壓力鑄造裝置及壓力鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及壓力鑄造裝置及壓力鑄造方法，特別是涉及一邊由可動模施加壓力一邊使澆注在了產品模腔中的熔融金屬材料凝固的壓力鑄造裝置及壓力鑄造方法。
【背景技術】
[0002]以往，已知以下壓力鑄造裝置，該壓力鑄造裝置由固定模及可動模構成產品模腔，該產品模腔形成鑄造產品的形狀，使得一邊由可動模對流入了產品模腔的熔融金屬材料進行加壓一邊使其凝固。
[0003]在專利文獻I中，公開了一種壓力鑄造裝置，該壓力鑄造裝置在固定模上設置熔融金屬材料的直澆口，並且在可動模上設置熔融金屬材料的截斷部及氣體排出通道。
[0004]專利文獻1:日本特開2005-125401號公報

【發明內容】

[0005]然而，在記載於專利文獻I的壓力鑄造裝置中，在一個產品的每個鑄模上形成流入口、氣體排出口等，並且，還需要安裝一邊對熔融金屬進行加壓一邊使其進行凝固的機構，所以，容易導致壓力鑄造裝置自身的大型化、複雜化，對於在機動二輪車等中使用的比較小的部件不適合。另外，在製作多個樣品的情況下等，有時希望僅改變產品模腔的一部分，但對於這樣的要求難以由上述壓力鑄造裝置應對。
[0006]本發明的目的在於提供一種能夠解決上述現有技術的課題，比較簡單、小型、通用性高，而且能高效率地進行熔融金屬材料的流入、截斷及氣體的排出的壓力鑄造裝置及壓力鑄造方法。
[0007]為了達到上述目的，本發明的第I特徵在於:壓力鑄造裝置I具有由固定模11和可動模9組成的鑄模，該可動模9能由第一加壓單元6相對於該固定模11移動位置；在該壓力鑄造裝置I中，具備能由第二加壓單元7相對於上述可動模9移動位置的第二可動模10，通過澆注熔融金屬材料50來形成鑄造產品50a的形狀的產品模腔26，由上述固定模11和上述第二可動模10構成。
[0008]另外，第2特徵在於:當使上述可動模9移動至與上述固定模11接觸的規定位置時，在上述產品模腔26的外側，且上述可動模9與上述固定模11之間的位置，形成與上述產品模腔26連通的澆口(日文:湯路)23及氣體排出口 22。
[0009]另外，第3特徵在於:以如下方式構成，即，在上述可動模9處於上述規定位置的狀態下，當使上述第二可動模10移動至第二規定位置時，上述產品模腔26和上述澆口 23及上述氣體排出口 22的連通被上述第二可動模10截斷。
[0010]另外，第4特徵在於:上述氣體排出口 22設置在上述產品模腔26的上方側，並且上述澆口 23設置在上述產品模腔26的下方側。
[0011]另外，第5特徵在於:上述第一加壓單元6及上述第二加壓單元7由液壓機構構成。[0012]另外，第6特徵在於:通過使上述第二可動模10移動至上述第二規定位置，連續地進行上述連通的截斷和上述熔融金屬材料50的加壓凝固。
[0013]另外，第7特徵在於:上述規定位置通過上述固定模11與上述可動模9抵接來決定，上述第二規定位置通過被設在了上述第二可動模10上的止擋件IOa與被形成在了上述可動模9上的臺階部9a抵接來決定。
[0014]另外，第8特徵在於:壓力鑄造方法使用了壓力鑄造裝置1，該壓力鑄造裝置I具有由固定模11、可動模9，和第二可動模10組成的鑄模，該可動模9能由第一加壓單元6相對於該固定模11移動位置，該第二可動模10能由第二加壓單元7相對於該可動模9移動位置；在該壓力鑄造方法中，包含由上述第一加壓單元6使上述可動模9移動至與上述固定模11接近的規定位置的工序S2，將熔融金屬材料50注入上述產品模腔26中使其充滿的工序S4、S5，通過由上述第二加壓單元7使上述第二可動模10移動，截斷上述產品模腔26與被形成在了外側的上述澆口 23和上述氣體排出口 22的連通的工序S7，和通過進一步由上述第二加壓單元7使上述第二可動模10移動至第二規定位置，一邊對上述產品模腔26內的熔融金屬材料50進行加壓一邊使其凝固的工序S9。
[0015]根據第I特徵，具備相對於可動模的位置能由第二加壓單元移動的第二可動模，被澆注熔融金屬材料、形成鑄造產品的形狀的產品模腔由固定模和第二可動模構成，所以，通過變更第二可動模，產品模腔的一面側的形狀變更成為可能，不變更裝置整體，能變更部件形狀的一部分。由此，鑄造部件的設計變更變得容易，能夠獲得適合從試樣等少量產品到大批量產品的製作等的通用性高的壓力鑄造裝置。
[0016]根據第2特徵，如使可動模移動至與固定模接觸的規定位置，則在產品模腔的外偵牝在可動模與固定模之間的位置，形成與產品模腔連通的澆口及氣體排出口，所以，不需要在第二可動模上設置澆口、氣體排出口，第二可動模的設計變更變得容易。
[0017]根據第3特徵在於，以如下方式構成，S卩，在可動模處於規定位置的狀態下，如使第二可動模移動至第二規定位置，則產品模腔和澆口及氣體排出口的連通由第二可動模截斷，所以，能與使產品模腔內的熔融金屬材料加壓凝固的處理連動，將澆口及氣體排出口部分的凝固物從產品模腔內的鑄造產品分開。由此，不需要在從鑄模將鑄造產品取出後進行各自獨立的切斷作業，能夠減少生產工序。
[0018]根據第4特徵，氣體排出口設置在產品模腔的上方側，並且澆口設置在產品模腔的下方側，所以，能夠以良好的效率實施熔融金屬材料的澆注和氣體的排出。
[0019]根據第5特徵在於，第一加壓單元及第二加壓單元由液壓機構構成，所以，通過使用液壓千斤頂等通用性高的設備，能夠應對多種多樣的規格，能夠降低壓力鑄造裝置的生產成本。
[0020]根據第6特徵，通過使第二可動模移動至第二規定位置，連續地進行連通的截斷和熔融金屬材料的加壓凝固，所以，不需要各自獨立地進行將澆口及氣體排出口部分的凝固物從產品模腔內的鑄造產品分開的作業，能夠減少生產工序。另外，因為在熔融金屬凝固時加壓，所以，縮孔、氣孔的發生被抑制，形狀的轉印精度提高，並且流動性差、充填不良也能夠減少。
[0021]根據第7特徵，規定位置通過固定模與可動模抵接來決定，第二規定位置通過被設在了第二可動模上的止擋件與被形成在了可動模上的臺階部抵接來決定，所以，即使由液壓千斤頂等的大的力加壓，也容易正確地使可動模及第二可動模的位置對齊。
[0022]根據第8特徵，包含由第一加壓單元使可動模移動至與固定模接近的規定位置的工序，將熔融金屬材料注入產品模腔中使其充滿的工序，通過由第二加壓單元使第二可動模移動，截斷產品模腔與被形成在了外側的澆口和氣體排出口的連通的工序，和通過進一步由第二加壓單元使第二可動模移動至第二規定位置，一邊對產品模腔內的熔融金屬材料進行加壓一邊使其凝固的工序，所以，通過設置與可動模各自獨立的第二可動模，能連續地進行將澆口及氣體排出口從產品模腔內的熔融金屬材料分開的作業和對產品模腔內的熔融金屬材料進行加壓凝固而形成鑄造產品的作業。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實施方式的壓力鑄造裝置的局部截面左側視圖。
[0024]圖2是從壓力鑄造裝置的後方側觀看到的固定模的正面圖。
[0025]圖3是表示鑄模打開狀態的工序說明圖。
[0026]圖4是表示鑄模閉合狀態的工序說明圖。
[0027]圖5是表示澆注狀態的工序說明圖。
[0028]圖6是表示澆注充滿狀態的工序說明圖。
[0029]圖7是表示加壓+切除狀態的工序說明圖。
[0030]圖8是表示由本實施方式的壓力鑄造裝置進行的壓力鑄造的工序的流程圖。【具體實施方式】
[0031]下面，參照附圖詳細說明本發明的優選實施方式。圖1是本發明的一實施方式的壓力鑄造裝置I的局部截面左側視圖。以下，將圖示方向作為壓力鑄造I的前方向，將圖示右方向作為壓力鑄造裝置I的後方向進行說明。壓力鑄造裝置1，是將由鋁等的熔融金屬材料50燒入被形成在固定模11與可動模9之間的產品模腔中，一邊對其進行加壓一邊使其凝固，製作鑄造產品50a的裝置。在本實施方式中，特徵在於:在形成產品50a的形狀的產品模腔部分，設有相對於可動模9能各自獨立地移動的第二可動模10。
[0032]壓力鑄造裝置I的主體框架2，具有固定在基座部分上的前方壁5及後方壁3。在前方壁5與後方壁3之間設有連結框架16，連結框架16指向壓力鑄造裝置I的前後方向，連結兩壁間。連結框架16，與沿該連結框架16在前後方向能滑動的可動壁4卡合。在後方壁3上，固定著作為第一加壓單元的第一液壓千斤頂6，由第一液壓千斤頂6的動作進行伸縮的推壓杆13的前端與可動壁4連接。由此，可動壁4相應於第一液壓千斤頂6的動作能在前後方向滑動。
[0033]固定I旲11及可動I旲9,在其如後方向的兩端部夾著厚度調整構件30、31,在如後上下由外框12圍著了的狀態下完成鑄造開始的準備。由此，如由第一液壓千斤頂6向前方側推壓可動壁4，則外框12在前方壁5與可動壁4之間被加壓。在可動壁4上固定著作為第二加壓單元的第二液壓千斤頂7，此第二液壓千斤頂7的推壓杆14的前端與第二可動模10連接。第二液壓千斤頂7從形成在了外框12上的貫通孔插入外框12的內部，第二可動模10在外框12由可動壁4推壓了的狀態下，能與可動壁4各自獨立地在前後方向滑動。
[0034]在被外框12圍著、收存在了規定位置的固定模11及可動模9上，在產品模腔26的上下外側的位置，形成氣體排出口 22及澆口 23。另外，在前方壁5上，安裝著能由推壓杆15推壓固定模11的背面的第三液壓千斤頂8。根據此第三液壓千斤頂8，雖然也可與第二液壓千斤頂7連動地進行加壓動作，但以下說明第三液壓千斤頂8被固定，僅第一液壓千斤頂6及第二液壓千斤頂7動作的例子。
[0035]圖2是固定模11的正面圖。此圖表示從壓力鑄造裝置I的後方側看到的狀態。在固定模11與可動模9之間，形成用於形成產品50a的形狀的產品模腔26，用於從容器40使熔融金屬材料50流入的直澆口 21，處於底部的作為熔融金屬材料50的通道的澆口 23，從澆口 23通往產品模腔26的內澆口 24，用於從熔融金屬材料50發生的氣體的排出的氣體排出口 22，和作為熔融金屬材料50的上部熔融金屬存貯部的冒口部20。
[0036]如熔融金屬材料50從直澆口 21流入，則在澆口 23被熔融金屬51充滿了後，熔融金屬通過內澆口 24，將具有產品形狀25的產品模腔26充滿，到達氣體排出口 22及冒口部20。另外，上述圖1及以下的圖3?圖7中的截面部分表示與此圖的A-A線截面相當的截面。
[0037]下面，參照圖3?圖7的工序說明圖，說明由壓力鑄造裝置I進行的鑄造工序。圖3的鑄模打開狀態，相當於將可動模9及第二可動模10安放在了壓力鑄造裝置I中的初期狀態。在固定模11及第二可動模10上，分別形成產品形狀25、35。
[0038]產品模腔26被形成在固定模11的產品形狀25與第二可動模10的產品形狀35之間，另外，氣體排出口 22、澆口 23等形成在固定模11與可動模9之間。
[0039]第二可動模10具有被收存在形成於可動模9的大致中央的開口中的外廓形狀，在形成在該外廓上的止擋件IOa與可動模9的臺階部9a抵接的範圍能在前後方向(圖示左右方向)滑動地構成。
[0040]另外，本實施方式的固定模11、可動模9及第二可動模10由石墨構成。另外，厚度調整構件30、31，能相應於固定模11及可動模9的大小、厚度變更。另外，可動模9側的厚度調整構件30，還作為對第二可動模10向後方側的移動進行限制的止擋件起作用。
[0041]圖4所示鑄模閉合狀態，與各鑄模的安放結束，澆注熔融金屬材料50的準備完成了的狀態相當。如由外框12圍著固定模11及可動模9的前後上下，固定模11及可動模9收存在相互接觸的規定位置，則在固定模11與可動模9之間形成氣體排出口 22、澆口 23、內澆口 24、直澆口 21 (參照圖2)。在此狀態下，由第一加壓單元(第一液壓千斤頂)6從外框12的外側加壓，提高了固定模11與可動模9之間的接觸面壓的狀態成為合型狀態。由此第一液壓千斤頂6產生的壓力，雖然經外框12及厚度調整構件30傳遞至可動模9，但只要不使第二液壓千斤頂7動作，則不傳遞至第二可動模10。
[0042]圖5所示澆注初期狀態，是從直澆口 21注入了的熔融金屬材料50在充滿了澆口23後到達了產品模腔26的中間的狀態。
[0043]圖6所示狀態，是熔融金屬材料50的澆注進一步進行，由熔融金屬材料50充滿到了產品模腔26的上端的狀態。
[0044]在圖7的加壓+切除狀態下，由薄型的第二加壓單元(第二液壓千斤頂)7進行第二可動模10的移動。隨著第二可動模10被向前方推壓,熔融金屬材料50的多餘部分52被擠出到氣體排出口 22中，對產品模腔26的熔融金屬材料50施加壓力。然後，如被推壓至第二可動模10的止擋件IOa與可動模9的臺階部9a抵接的第二規定位置，則澆口 23的熔融金屬51及氣體排出口 22的多餘部分52由第二可動模10從產品模腔26的產品50a分開。這是因為以如下方式進行了設定，即，產品模腔26與澆口 23之間的通道和產品模腔26與氣體排出口 22之間的通道分別在使第二可動模10向第二規定位置移動的途中被截斷(閉塞)。[0045]在這裡，各通道的截斷，在到達通過止擋件IOa與臺階部9a抵接所決定的第二規定位置之前實施。即，如向固定模11的方向移動第二可動模10，則先進行各通道的截斷，接著，進行被分離了的產品模腔26內的鑄造產品50a的加壓。由此2階段設定，「通道的截斷」及「產品的加壓」的連續的實施成為可能。
[0046]根據上述壓力鑄造方法，鑄造產品50a的加壓凝固和熔融金屬51及多餘部分52的分開在由第二液壓千斤頂7進行的加壓動作中連續地進行。即，在使固定模11和可動模9離開而將產品50a拔出時，獲得不要部分已被切除了的狀態。因此，不需要在從鑄模拔出了產品50a後用於將不要部分分開的別的工序，作業工序減少。
[0047]而且，在本實施方式的壓力鑄造裝置I中，因為構成產品模腔26的第二可動模(產品模)10與可動模9各自獨立，所以，僅是更換此第二可動模10，就能夠變更產品50a的單面的形狀。由此，例如製作一部分的形狀不同的多個試樣時的鑄模製作成本被抑制。
[0048]另外，一般在壓力鑄造中，通過對熔融金屬材料施加壓力，與鑄模的密合性高，轉印精度優良，通過施加壓力，內部的氣孔、外縮孔的抑制力也高。並且，在本實施方式中，因為鑄模由石墨形成，而且鑄模的脫開方向不是上下方向，而是前後方向，所以，由砂型的那樣的掉砂導致的缺陷也不產生。另外，在上述實施方式中，雖然鑄模的原材料使用了石墨，但鑄模的原材料也可相應於鑄造的材料變更。
[0049]圖8是表示由本實施方式的壓力鑄造裝置I進行的壓力鑄造的工序的流程圖。在步驟SI中，在打開了鑄模的狀態下將固定模及可動模安放在壓力鑄造裝置中(參照圖3)。接下來，在步驟S2中，向固定模的方向移動可動模，閉合至規定位置，在步驟S3中，由固定模及可動模形成澆口、氣體排出口及產品模腔。
[0050]然後，在步驟S4中，經澆口向產品模腔內澆注熔融金屬材料。接著，在步驟S5中，判定熔融金屬材料是否為充滿狀態，如進行肯定判定，則前進至步驟S6，如進行否定判定，則返回至步驟S5的判定。
[0051]步驟S6，開始產品模(第二可動模)向固定模方向的加壓移動，在步驟S7中，由產品模截斷、切除氣體排出口及澆口。接著，在步驟S8中，一邊進行加壓一邊進行產品模腔內的熔融金屬材料的成形，在步驟S9中，一邊由產品模對熔融金屬材料進行加壓一邊使其凝固。然後，在步驟SlO中，鑄造形狀(鑄造產品)完成，一連串的工序結束。
[0052]另外，壓力鑄造裝置的結構、固定模及可動模的形狀、材質，第二可動模的形狀、材質，第一加壓單元及第二加壓單元的結構、熔融金屬材料的種類等，不限於上述實施方式，能進行各種變更。例如，固定模及可動模的產品模腔、澆口、內澆口、直澆口等的形狀，能夠相應於鑄造產品的形狀等任意地變更。
[0053]附圖標記說明:
[0054]1…壓力鑄造裝置,2…主體框架,3…後方壁,5…前方壁,6…第一液壓千斤頂(第一加壓單兀)，7…第二液壓千斤頂(第二加壓單兀)，9…可動模，10…第二可動模，11…固定模，12...外框，13、14…推壓杆，20...冒口部，21…直澆口，22氣體排出口，23...燒口，24...內澆口，26…產品模腔，3 0、31…厚度調整構件，50…熔融金屬材料，50a…鑄造產品。
【權利要求】
1.一種壓力鑄造裝置(I)，具有由固定模(11)和可動模(9)組成的鑄模，該可動模(9)能由第一加壓單元(6)相對於該固定模(11)移動位置，其特徵在於: 具備能由第二加壓單元(7)相對於上述可動模(9)移動位置的第二可動模(10)， 通過澆注熔融金屬材料(50)來形成鑄造產品(50a)的形狀的產品模腔(26)，由上述固定模(11)和上述第二可動模(10)構成。
2.根據權利要求1所述的壓力鑄造裝置，其特徵在於:當使上述可動模(9)移動至與上述固定模(11)接觸的規定位置時，在上述產品模腔(26)的外側，且上述可動模(9)與上述固定模(11)之間的位置，形成與上述產品模腔(26)連通的澆口(23)及氣體排出口(22)。
3.根據權利要求2所述的壓力鑄造裝置，其特徵在於:以如下方式構成，即，在上述可動模(9)處於上述規定位置的狀態下，當使上述第二可動模(10)移動至第二規定位置時，上述產品模腔(26)和上述澆口(23)及上述氣體排出口(22)的連通被上述第二可動模(10)截斷。
4.根據權利要求2或3所述的壓力鑄造裝置，其特徵在於:上述氣體排出口(22)設置在上述產品模腔(26)的上方側，並且上述澆口(23)設置在上述產品模腔(26)的下方側。
5.根據權利要求1所述的壓力鑄造裝置，其特徵在於:上述第一加壓單元(6)及上述第二加壓單元(7)由液壓機構構成。
6.根據權利要求3所述的壓力鑄造裝置，其特徵在於:通過使上述第二可動模(10)移動至上述第二規定位置，連續進行上述連通的截斷和上述熔融金屬材料(50)的加壓凝固。
7.根據權利要求3所述的壓力鑄造裝置，其特徵在於:上述規定位置通過上述固定模(11)與上述可動模(9)抵接來決定， 上述第二規定位置通過被設在了上述第二可動模(10)上的止擋件(IOa)與被形成在了上述可動模(9)上的臺階部(9a)抵接來決定。
8.一種壓力鑄造方法，使用了壓力鑄造裝置(1)，該壓力鑄造裝置(I)具有由固定模(11)、可動模(9)，和第二可動模(10)組成的鑄模，該可動模(9)能由第一加壓單元(6)相對於該固定模(11)移動位置，該第二可動模(10)能由第二加壓單元(7)相對於該可動模(9)移動位置，其特徵在於，包括: 由上述第一加壓單元(6)使上述可動模(9)移動至與上述固定模(11)接近的規定位置的工序(S2)； 將熔融金屬材料(50)注入上述產品模腔(26)中使其充滿的工序(S4、S5)； 通過由上述第二加壓單元(7)使上述第二可動模(10)移動，截斷上述產品模腔(26)與被形成在了外側的上述澆口(23)和上述氣體排出口(22)的連通的工序(S7)，和 通過進一步由上述第二加壓單元(7)使上述第二可動模(10)移動至第二規定位置，一邊對上述產品模腔(26)內的熔融金屬材料(50)進行加壓一邊使其凝固的工序(S9)。
【文檔編號】B22D17/22GK103624233SQ201310296574
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2012年8月27日
【發明者】北村卓文, 柳田博臣 申請人:本田技研工業株式會社