JPH0142789B2 - - Google Patents
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- JPH0142789B2 JPH0142789B2 JP57169725A JP16972582A JPH0142789B2 JP H0142789 B2 JPH0142789 B2 JP H0142789B2 JP 57169725 A JP57169725 A JP 57169725A JP 16972582 A JP16972582 A JP 16972582A JP H0142789 B2 JPH0142789 B2 JP H0142789B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- casting
- wall surface
- molten metal
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/32—Controlling equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ダイカストマシン等の金型鋳造装置
において、金型鋳造を行つてから型開を行うまで
の型開時間を制御する金型鋳造における鋳物冷却
時間の制御方法および装置に関するものである。
において、金型鋳造を行つてから型開を行うまで
の型開時間を制御する金型鋳造における鋳物冷却
時間の制御方法および装置に関するものである。
金型鋳造における金型からの鋳物の取出は、金
型内の鋳物の温度が、使用した溶湯の凝固特性で
決定されるある所定の理想温度まで降下した時点
で行うようにしなければならない。もし、この理
想温度よりも高い温度のときに型開して鋳物を取
出すと、鋳物の型離れが悪く、金型を損傷して金
型の寿命の縮める原因になるとともに、取出した
後の鋳物の歪み率や収縮率が大きくて寸法精度が
安定せず、不良率の増大，品質のばらつき幅の増
大が生じる。勿論、金型内の溶湯がまだ充分に凝
固していない時に型開を行えば、鋳物の破裂や金
型への焼付けを生じるし、危険でもある。また、
逆に、金型内の鋳物の温度が前記理想温度まで降
下した後、いつまでも鋳物を金型内に留めておく
ことは、いたずらに鋳造サイクル時間を増加させ
るだけで、単位時間当りの鋳造個数を減少させる
結果となる。
型内の鋳物の温度が、使用した溶湯の凝固特性で
決定されるある所定の理想温度まで降下した時点
で行うようにしなければならない。もし、この理
想温度よりも高い温度のときに型開して鋳物を取
出すと、鋳物の型離れが悪く、金型を損傷して金
型の寿命の縮める原因になるとともに、取出した
後の鋳物の歪み率や収縮率が大きくて寸法精度が
安定せず、不良率の増大，品質のばらつき幅の増
大が生じる。勿論、金型内の溶湯がまだ充分に凝
固していない時に型開を行えば、鋳物の破裂や金
型への焼付けを生じるし、危険でもある。また、
逆に、金型内の鋳物の温度が前記理想温度まで降
下した後、いつまでも鋳物を金型内に留めておく
ことは、いたずらに鋳造サイクル時間を増加させ
るだけで、単位時間当りの鋳造個数を減少させる
結果となる。
金型内の鋳物の温度が理想温度まで降下したか
どうかは金型内の鋳物の温度を直接計測すること
が一番理想的であり確実であるが、現在のとこ
ろ、この直接計測する手段には適当なものがな
い。
どうかは金型内の鋳物の温度を直接計測すること
が一番理想的であり確実であるが、現在のとこ
ろ、この直接計測する手段には適当なものがな
い。
そこで、従来は、金型内に射出された溶湯が金
型に熱を奪われて凝固し、理想温度まで降下する
までに要する時間を予備試験で決定し、その時間
をセツトしたタイマを溶湯射出信号で始動させ、
型開と鋳物取出し時間の目安としている。あるい
は、溶湯が射出された後の金型の温度変化の推移
を感熱素子で検知させ、その指示温度推移を監視
して、間接的に金型中の鋳物の冷却状態を推定す
る等の方法がとられている。
型に熱を奪われて凝固し、理想温度まで降下する
までに要する時間を予備試験で決定し、その時間
をセツトしたタイマを溶湯射出信号で始動させ、
型開と鋳物取出し時間の目安としている。あるい
は、溶湯が射出された後の金型の温度変化の推移
を感熱素子で検知させ、その指示温度推移を監視
して、間接的に金型中の鋳物の冷却状態を推定す
る等の方法がとられている。
しかしながら、前記タイマによる方法では、鋳
造を重ねていくにしたがつて、各鋳造サイクルに
おける溶湯射出時点の金型初期温度が次第に上昇
していくこと、および、各鋳造サイクルにおける
金型内の溶湯の冷却速度特性は金型の初期温度に
よつて変わり、金型の初期温度が高くなると溶湯
の冷却速度が低下するから、鋳造を重ねるにつれ
て、タイマに設定した時間と実際の所望冷却時間
との間にずれが生じ、かつ、そのずれが次第に大
きくなるので、常に良好な状態での型開や鋳物の
取出しが行えなくて、極めてラフな管理しか行え
ない。また、前記金型温度監視法は、前記タイマ
法よりは比較的に管理精度は良いが、作業者の勘
による目安管理の域を脱しきれず、実際の温度管
理幅も理想温度±50〜150℃と大きくなり、充分
ではない。
造を重ねていくにしたがつて、各鋳造サイクルに
おける溶湯射出時点の金型初期温度が次第に上昇
していくこと、および、各鋳造サイクルにおける
金型内の溶湯の冷却速度特性は金型の初期温度に
よつて変わり、金型の初期温度が高くなると溶湯
の冷却速度が低下するから、鋳造を重ねるにつれ
て、タイマに設定した時間と実際の所望冷却時間
との間にずれが生じ、かつ、そのずれが次第に大
きくなるので、常に良好な状態での型開や鋳物の
取出しが行えなくて、極めてラフな管理しか行え
ない。また、前記金型温度監視法は、前記タイマ
法よりは比較的に管理精度は良いが、作業者の勘
による目安管理の域を脱しきれず、実際の温度管
理幅も理想温度±50〜150℃と大きくなり、充分
ではない。
本発明は、これらの欠点をなくすためのもので
あり、金型内の２点間の温度勾配に基づいて金型
が溶湯から吸収した熱エネルギを算し、この熱エ
ネルギに基づいて型開や鋳物取出を行いうるよう
にして、より充分な鋳物冷却時間の制御を行い、
満足のいく型開や鋳物取出を行いうるようにした
ものである。
あり、金型内の２点間の温度勾配に基づいて金型
が溶湯から吸収した熱エネルギを算し、この熱エ
ネルギに基づいて型開や鋳物取出を行いうるよう
にして、より充分な鋳物冷却時間の制御を行い、
満足のいく型開や鋳物取出を行いうるようにした
ものである。
つぎに、図面に示した１実施例によつて、本発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
第１図において、１は固定盤、２は可動盤、３
は固定金型、４は可動金型、５は射出スリーブ、
６は射出プランジヤ、７はキヤビテイであり、射
出スリーブ５内に給湯した溶湯を射出プランジヤ
６の作用でキヤビテイ７内に鋳込んで所望の形状
の鋳物を得る。
は固定金型、４は可動金型、５は射出スリーブ、
６は射出プランジヤ、７はキヤビテイであり、射
出スリーブ５内に給湯した溶湯を射出プランジヤ
６の作用でキヤビテイ７内に鋳込んで所望の形状
の鋳物を得る。
金型３，４の鋳壁面近傍、例えば、可動金型４
内において、キヤビテイ７内壁面の一部からの距
離が約10mm程度の所には、２個の温度検出素子
８，９を、溶湯からの熱流束の流れ方向へキヤビ
テイ７内壁面からの距離に差をもたせた２点に設
けた。この温度検出素子８，９では金型４の鋳壁
面近傍の２点の金型温度を測定し、それぞれの温
度に応じた電気信号を出力しうるようにした。１
０，１１はこれらの電気信号を電圧信号又は電流
信号に変換する入力変換回路、１２は２個の入力
変換回路１０，１１の出力信号の減算を行うこと
により鋳壁面近傍の２点間の温度差を出力する減
算回路、１３は減算回路１２の出力信号、すなわ
ち、温度差を積分する積分回路、１４は積分回路
の出力信号１２補正係数ｋを掛ける乗算器、１５
は補正係数設定器である。積分回路１３にはリセ
ツト信号Ｒが入力される。１６は金型４および鋳
造条件に基づいて設定値を予め設定しておく設定
器、１７はこの設定値と乗算器１４の出力信号を
比較し、乗算器１４の出力信号が該設定値を越え
るとON―OFF信号を出力する比較器であり、１
８は比較器１７のON―OFF信号により金型の型
開き操作が行われる金型操作装置である。積分回
路１３では、温度差の値を積分するので熱エネル
ギに対応した値が得られる。したがつて、設定器
１６でも熱エネルギに対応した値で設定する。
内において、キヤビテイ７内壁面の一部からの距
離が約10mm程度の所には、２個の温度検出素子
８，９を、溶湯からの熱流束の流れ方向へキヤビ
テイ７内壁面からの距離に差をもたせた２点に設
けた。この温度検出素子８，９では金型４の鋳壁
面近傍の２点の金型温度を測定し、それぞれの温
度に応じた電気信号を出力しうるようにした。１
０，１１はこれらの電気信号を電圧信号又は電流
信号に変換する入力変換回路、１２は２個の入力
変換回路１０，１１の出力信号の減算を行うこと
により鋳壁面近傍の２点間の温度差を出力する減
算回路、１３は減算回路１２の出力信号、すなわ
ち、温度差を積分する積分回路、１４は積分回路
の出力信号１２補正係数ｋを掛ける乗算器、１５
は補正係数設定器である。積分回路１３にはリセ
ツト信号Ｒが入力される。１６は金型４および鋳
造条件に基づいて設定値を予め設定しておく設定
器、１７はこの設定値と乗算器１４の出力信号を
比較し、乗算器１４の出力信号が該設定値を越え
るとON―OFF信号を出力する比較器であり、１
８は比較器１７のON―OFF信号により金型の型
開き操作が行われる金型操作装置である。積分回
路１３では、温度差の値を積分するので熱エネル
ギに対応した値が得られる。したがつて、設定器
１６でも熱エネルギに対応した値で設定する。
１９，２０は、減算器１２で減算した値の正負
により、前記２点間の温度差が正であるか負であ
るかを判定する比較器であり、２１，２２はその
結果を表示するための表示装置である。
により、前記２点間の温度差が正であるか負であ
るかを判定する比較器であり、２１，２２はその
結果を表示するための表示装置である。
本発明では、金型４の鋳壁面近傍において、溶
湯からの熱流束の流れ方向へ鋳壁面からの距離に
差をもたせた２点に設けた２個の温度検出素子
８，９により、金型４の鋳壁近傍の温度勾配を測
定し、この温度勾配により溶湯から金型４へ流入
する熱流束または熱勾配を減算回路にて算出し、
溶湯が金型４内へ注入され始める時点からの熱流
束の積分値により、金型が溶湯から吸収した熱エ
ネルギを算出し、その値があらかじめ設定されて
いる設定値に達したら、金型操作装置１８の作動
により、金型の型開を行う。
湯からの熱流束の流れ方向へ鋳壁面からの距離に
差をもたせた２点に設けた２個の温度検出素子
８，９により、金型４の鋳壁近傍の温度勾配を測
定し、この温度勾配により溶湯から金型４へ流入
する熱流束または熱勾配を減算回路にて算出し、
溶湯が金型４内へ注入され始める時点からの熱流
束の積分値により、金型が溶湯から吸収した熱エ
ネルギを算出し、その値があらかじめ設定されて
いる設定値に達したら、金型操作装置１８の作動
により、金型の型開を行う。
金型内の鋳壁面近傍の単位面積を通過する熱流
速ｑ〓は、熱伝導率をλ、温度をＴ、鋳壁面からの
距離をＸとすると、 ｑ〓＝λ∂T／∂X と表わされる。
速ｑ〓は、熱伝導率をλ、温度をＴ、鋳壁面からの
距離をＸとすると、 ｑ〓＝λ∂T／∂X と表わされる。
したがつて、金型へ溶湯を注入した時点から時
間τ経過した時の上記単位面積を通過した熱量ｑ
は、 ｑ＝∫〓〓λ∂T／∂Xdt となる。そこで、本発明では微小距離△だけ離
れた２点の温度T1，T2を測定して、上式を ｑ＝∫〓〓λT1−T2／△dt ＝λ／△∫〓〓（T1−T2）dt のように近似し、さらに、金型が溶湯から吸収し
た全熱量は、上記単位面積を通過した熱量ｑに比
例すると近似した。
間τ経過した時の上記単位面積を通過した熱量ｑ
は、 ｑ＝∫〓〓λ∂T／∂Xdt となる。そこで、本発明では微小距離△だけ離
れた２点の温度T1，T2を測定して、上式を ｑ＝∫〓〓λT1−T2／△dt ＝λ／△∫〓〓（T1−T2）dt のように近似し、さらに、金型が溶湯から吸収し
た全熱量は、上記単位面積を通過した熱量ｑに比
例すると近似した。
そして、第１図のブロツク図に示したようにし
て、金型鋳造における鋳物冷却時間、すなわち、
型開時間を適正に制御する。
て、金型鋳造における鋳物冷却時間、すなわち、
型開時間を適正に制御する。
ただし、型開中のスプレー等の冷却操作により
鋳壁面から冷却すれば、鋳壁面近傍の温度勾配が
大きく反転する場合もあり、鋳壁面からの温度検
出素子８，９までの距離、２個の温度検出素子
８，９間の距離△など、温度検出素子８，９の
取付位置は重要であるため、これを確認する機能
として、温度差T1−T2の正、負、すなわち、T1
−T2＞＋α，T1−T2＜−α（α，−αは温度差の
許容値）の判定を比較器１９，２０により行い、
その結果を表示するようにした。
鋳壁面から冷却すれば、鋳壁面近傍の温度勾配が
大きく反転する場合もあり、鋳壁面からの温度検
出素子８，９までの距離、２個の温度検出素子
８，９間の距離△など、温度検出素子８，９の
取付位置は重要であるため、これを確認する機能
として、温度差T1−T2の正、負、すなわち、T1
−T2＞＋α，T1−T2＜−α（α，−αは温度差の
許容値）の判定を比較器１９，２０により行い、
その結果を表示するようにした。
なお、本発明においては、温度検出素子８，９
の取付け個数を、２個以上とすることもできる。
また、温度検出素子８，９を数個所の金型鋳壁面
近傍に取付け、複数箇所の温度勾配の平均値を用
い、精度を向上させることもできる。前記ブロツ
ク線図中、場合によつては、補正係数設定器１５
や乗算器１４をのけることも可能である。
の取付け個数を、２個以上とすることもできる。
また、温度検出素子８，９を数個所の金型鋳壁面
近傍に取付け、複数箇所の温度勾配の平均値を用
い、精度を向上させることもできる。前記ブロツ
ク線図中、場合によつては、補正係数設定器１５
や乗算器１４をのけることも可能である。
本発明においては、金型内へ溶湯を注入する直
前の金型温度が変動しても、鋳壁面近傍の温度勾
配から金型が溶湯より吸収した熱量を計算し、こ
の総熱量が鋳物の最適な冷却状態となる金型吸収
熱量に達した時に金型の型間操作を行うので、つ
ぎのような効果が得られる。
前の金型温度が変動しても、鋳壁面近傍の温度勾
配から金型が溶湯より吸収した熱量を計算し、こ
の総熱量が鋳物の最適な冷却状態となる金型吸収
熱量に達した時に金型の型間操作を行うので、つ
ぎのような効果が得られる。
(1) 鋳物の破裂や焼付きが防止され、かつ、鋳物
抜き抵抗を小さくして金型の寿命を著しく延長
することができる。
抜き抵抗を小さくして金型の寿命を著しく延長
することができる。
(2) 常に、適正な鋳物冷却時間を得ることがで
き、鋳造サイクルの鋳物取出温度にばらつきが
ない。そして、鋳物の寸法精度が安定化し、品
質を向上させることができる。
き、鋳造サイクルの鋳物取出温度にばらつきが
ない。そして、鋳物の寸法精度が安定化し、品
質を向上させることができる。
(3) 必要以上の冷却時間になることはないから、
単位時間当りの鋳造個数が増加し、能率が向上
する。
単位時間当りの鋳造個数が増加し、能率が向上
する。
第１図は本発明の方法を実施するための装置の
１実施例を示すブロツク線図である。 １…固定盤、２…可動盤、３…固定金型、４…
可動金型、８，９…温度検出素子、１０，１１…
入力変換回路、１２…減算回路、１３…積分回
路、１４…乗算器、１６…設定器、１７，１９，
２０…比較器、１８…金型操作装置。
１実施例を示すブロツク線図である。 １…固定盤、２…可動盤、３…固定金型、４…
可動金型、８，９…温度検出素子、１０，１１…
入力変換回路、１２…減算回路、１３…積分回
路、１４…乗算器、１６…設定器、１７，１９，
２０…比較器、１８…金型操作装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金型の鋳壁面近傍の熱勾配を測定し、それを
時間の経過とともに積分してゆくことにより、金
型が溶湯から吸収した熱エネルギーを演算し、そ
の演算結果が、あらかじめ設定している設定値に
達したら、金型の型開を行うようにした金型鋳造
における鋳物冷却時間の制御方法。 ２ 金型の鋳壁面近傍において溶湯からの熱流束
の流れ方向へ鋳壁面からの距離に差をもたせた２
点に設けた２個の温度検出素子により、金型の鋳
壁面近傍の温度勾配を測定し、該温度勾配により
溶湯から金型へ流入する熱流束を算出し、溶湯が
金型内へ注入され始める時点からの該熱流束の積
分値により、金型が溶湯から吸収した熱エネルギ
を算出し、この値が金型、鋳造条件等に基づいて
あらかじめ設定されている設定値に達したとき金
型の型開を行うようにした特許請求の範囲第１項
記載の金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方
法。 ３ 金型の鋳壁面近傍において溶湯からの熱流束
の流れ方向へ鋳壁面から距離差をもたせた２点の
金型温度に対応した電気信号を出力する温度検出
素子と、その電気信号を電圧信号又は電流信号に
変換する入力変換回路と、２個の該入力変換回路
の出力信号の減算を行うことにより鋳壁面近傍の
２点間の温度差を出力する減算回路と、該減算回
路の出力信号、すなわち、温度差を積分する積分
回路と、該積分回路の出力信号と金型および鋳造
条件に基づいて予め設定された設定値を比較して
該積分回路からの出力信号が該設定値を越えると
信号を出力する比較器と、該比較器からの信号に
より、金型の型開き操作が行なわれる金型操作装
置とを備えた金型鋳造における鋳物冷却時間の制
御装置。 ４ 金型の鋳壁面近傍において溶湯からの熱流束
の流れ方向へ鋳壁面から距離差をもたせた２点間
の温度差が、正であるか負であるかを判定する比
較器とその結果を表示するための表示装置を具備
した特許請求の範囲第３項記載の金型鋳造におけ
る鋳物冷却時間の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16972582A JPS5961564A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16972582A JPS5961564A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961564A JPS5961564A (ja) | 1984-04-07 |
| JPH0142789B2 true JPH0142789B2 (ja) | 1989-09-14 |
Family
ID=15891691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16972582A Granted JPS5961564A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 金型鋳造における鋳物冷却時間の制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961564A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240049767A (ko) * | 2022-10-10 | 2024-04-17 | 씨틱 디카스탈 컴퍼니 리미티드 | 휠 주조 공정용 금형 온도 폐쇄 루프 제어 방법 및 시스템 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4874032A (en) * | 1986-09-13 | 1989-10-17 | Yotaro Hatamura | Die casting controlling method |
| JP4341494B2 (ja) * | 2004-07-20 | 2009-10-07 | トヨタ自動車株式会社 | 金型熱量測定方法、温度制御方法、熱量測定装置および温度制御装置 |
| US7886807B2 (en) * | 2007-06-15 | 2011-02-15 | Die Therm Engineering L.L.C. | Die casting control method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5440206A (en) * | 1977-09-06 | 1979-03-29 | Kawasaki Steel Co | Explosionnpreventive method of molten metal ladle |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP16972582A patent/JPS5961564A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240049767A (ko) * | 2022-10-10 | 2024-04-17 | 씨틱 디카스탈 컴퍼니 리미티드 | 휠 주조 공정용 금형 온도 폐쇄 루프 제어 방법 및 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5961564A (ja) | 1984-04-07 |
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