JPH02182365A

JPH02182365A - 加圧鋳造方法

Info

Publication number: JPH02182365A
Application number: JP1001918A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mihara; 三原　毅史
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1990-07-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0745099B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ダイカストマシンの金型のキャビティ内に溶
湯を射出して成形品を成形する鋳造方法に係り、特に、
射出工程の後半に金型内の溶湯を加圧する行程を改良し
、コンピュータコントロール化した加圧鋳造方法に関す
るものである。

［従来の技術］第２図および第３図は、ディスクホイール成形用のタイ
カスト機の主要部を示す縦断面図であり、第２図（ａ）
〜（ｅ）は成形の過程を示した図、第２図（ｆ）は第２
図（ｄ）のＡ部拡大図、第３図は全体の構成を示したブ
ロック図である０図に示すように、上下方向に開閉可能
な上型３３．下型３５および水平方向に移動可能な４個
の中子３４を合わせ、図示していない型締機構により図
中の上下方向からクランプし、それにより形成されたキ
ャビティ３８内に、射出スリーブ３９内の溶湯３７を、
図示していない射出シリンダの作用により射出プランジ
ャ３６および射出プランジャ３６と一体的に作動するプ
ランジャチップ３６ａの上昇作用で充填する。

第２図（ａ）は溶湯３７が入っている射出スリーブ３９
を下型３５に当接させ、射出スリーブ３９とキャビティ
３８との湯道を連結させた状態、また、第２図（ｂ）は
射出プランジャ３６を上昇させて溶湯３７がキャビティ
３８のゲート部３８ａに達した状態を示し、−船釣には
１例えば、特開昭６３−４０６５９号公報に示すように
、これ以後、射出プランジャ３６の上昇速度を小さくし
て、溶湯３７が飛散することなく静かにキャビティ３８
に射出されるようにする０通常、このタイミングは射出
プランジャ３６の位置を図示していないリミットスイッ
チなどで検出してとられ、同時に冷却タイマを計時開始
する。第２図（Ｃ）は、キャビティ３８内に溶湯３７を
充填完了した状態であり、図示していない射出シリンダ
の作用圧力が所定の圧力値以上になったことを検知する
などして得た溶湯３７の充填完了時点から、所定の時間
（加圧タイムラグ）経過後、第３図に示す方向切替弁２
３のソレノイド２３ａを励磁することにより、加圧シリ
ンダ３１のシリンダピストン３２に取付けられた加圧プ
ランジャ４ｏを、第２図（ｄ）に示すように、キャどテ
ィ３８内に突出させ、キャビティ３８内の溶湯３７を加
圧し、溶湯３７の冷却に伴う収縮代（凝固収縮）に見合
うような押湯作用を行なわせる。なお、第３図において
、５はポンプ、４はポンプ５を駆動するモータ、７はタ
ンクで、加圧シリンダ３１駆動のための圧力源を構成し
ている。第２図（ｄ）、（ｆ）に示すように、加圧の最
終段階においては、加圧プランジャ４０をキャビティ３
８のゲート部３８ａの位置（ゲートシール位Ｍ）まで下
降させる。すなわち、ゲート部３８ａよりも若干径が小
さく、ゲート部３８ａの内周面との間に狭い隙間ｄを有
する加圧プランジャ４０をゲートシール位置まで下降す
ることで、薄肉の溶湯固化物４１を形成して貢通させる
ようにし、その後、前述の冷却タイマが計時完了すれば
型締機構によるクランプや、射出プランジャ３６による
加圧を解放したり、また、第２図（ｅ）に示すように、
上型３３および中子３４と、下型３５間の型開き操作を
して、成形品４２とビスケット４３の間に形成された薄
肉部４１から容易に切断されるようにしている。

［本発明が解決しようとする課題］このとき、加圧プランジャ４０の作動は、例えば、本出
願人らが先に特願昭６３−２４４５５２号で提示したよ
うに、作動開始時点からの時間の経過とともに、そのキ
ャビティ３８内への突出ストローク量の履歴が、所定の
目標軌跡に倣うように制御する方式が最善である。何故
ならば、溶湯３７からの熱量によって加圧プランジャ４
０．上型３３は寸法変化を生じるが１両者の熱膨張係数
や冷却状態の違いによってその状態は一様ではないので
、単に加圧プランジャ４０の作動圧力すなわち押湯力を
制御するだけでは、摩擦抵抗の変化や、溶湯の差込みな
どによる外部要因により、加圧プランジャ４０のストロ
ークの出方が一様にならないため、上記の押湯作用が安
定しないからである。

加圧プランジャ４０の突出ストローク量を所定の目標軌
跡に倣わせるように制御する場合は、まず、加圧プラン
ジャ４０の作動開始時点（１＝　０）からの時間ｔを基
準として、加圧プランジャ４０のキャビティ３８内への
移動ストローク量ｓＬを目標軌跡としてモデル部９に予
め定めておく、この目標軌跡とした移動ストローク量ｓ
ｔと１位置検出器３で検知されたシリンダピストン３２
、すなわち、加圧プランジャ４０の実移動ストローク！
１ｓｔｂとの偏差量ｅ　（ｅ＝ｓｔ−ｓｔｂ）が偏差検
出部１０で求められ、この偏差量ｅを受けてゲイン設定
部８において適宜処理し、それに応じた所定の出力信号
Ｖをドライバ１２に出力する。

ドライバ１２はゲイン設定部８からの出力信号Ｖの大き
さに応じて出力信号ｐを出力して圧力調整弁６を調節し
、圧力源の圧力Ｐを制御している。

なお、モデル部９．偏差検出部１０およびゲイン設定部
８でフィードバック制御器１１を構成している。

このように、目標軌跡ｓｔと加圧プランジャ４０の実移
動ストローク量ｓｏｂとの偏差量ｅに応じて加圧プラン
ジャ４０を駆動する作用圧力を変化させることによって
、時間に対する加圧プランジャ４０の移動ストローク量
が、目標軌跡に倣うように追従制御するように構成した
ことで、前述の加圧プランジャ４０の摺動抵抗などの変
動といった不安定作動の要因を排除可能としている。

このような技術的背景の中で、加圧の最終段階において
第２図（ｄ）、（ｆ）に示したゲートシール位置まで加
圧プランジャ４０を下降させることも同時に達成可能と
したが、ｌ）金型の構造上、ゲートシール位置に達するまでの加
圧プランジャ４０の移動ストロークが長くて、ゲートシ
ール位置に達するまでに加圧プランジャ４０が排除する
溶湯３７の容積が、溶湯３７の冷却に伴う収縮代（凝固
収縮）分の容積に比して相当大きい場合や、２）連続し
て成形が行なわれるに連れて、金型の温度状態が安定し
てくルト、射出プランジャ３６による溶湯３７の充填段
階で、溶湯３７がキャビティ３８に充分に回り易くなり
、射出プランジャ３６による充填力が効果的に作用して
充填密度が相対的に上がってくると、加圧シリンダ３１が最大出力を出してもゲートシール位
置まで加圧プランジャ４０が達しないことがある。特に
、ゲートシール段階では、比較的冷却され易いビスケッ
ト部４３（溶湯３７のゲート３８ａより射出スリーブ３
９寄り）が既に固化しているため加圧プランジャ４０に
よる作用圧力が圧力伝播として射出プランジャ３６に作
用しないので、たとえ加圧プランジャ４０の発生し得る
作用圧力が、射出プランジャ３６より大きくとも射出プ
ランジャ３６を押し戻すことはない。

最終的にゲートシール位置まで加圧プランジャ４０が達
しないと、ゲート部３８ａの溶湯固化物の断面積はゲー
ト面積に等しくなることから、正常時に比較してきわめ
て大きくなる。したがって、第２図（ｅ）に示したゲー
ト切断の操作では、その切断に要する力は非常に大きく
なる０図示のように、このゲート切断は、中子３４を入
れたまま所定の型開き力で型開きすることによって行な
っているため、切断力が大きいと言うことは、成形品で
あるディスクホイールのハブ面（第２図（ｅ）で示すＨ
部）を図示の状態で下方に引張る力が大きいことにほか
ならない、そのため、ディスクホイールに歪を与え、不
良品になっていた。

［課題を解決するための手段］本発明においては、このような課題を解決するために、
射ｌｉｊプランジャを有する射出装置の作用によって金
型内に溶湯を充填すると共に、加圧プランジャを有する
加圧装置の作用によって金型内の溶湯を加圧する場合に
、射出プランジャへの作用圧力を抜きながら加圧プラン
ジャによる溶湯の加圧を行なうようにした。

〔作用］射出プランジャへの作用圧力を抜きながら加圧プランジ
ャによる溶湯の加圧を行なうことで、最終的にゲートシ
ール位置まで加圧プランジャ４０を確実に達しせしめ、
薄肉の溶湯固化物を形成して貫通させる。その結果、成
形品とビスケット部は、型開き操作により、形成された
薄肉部から容易に切断される。

［実施例］第１図にしたがって説明する。なお、前述の第２．３図
の説明と機能が同じ要素については、その番号を同じく
し、ここでは詳細な説明を省略する。

モデル部９．偏差検出部１０およびゲイン設定部８を経
て処理、出力された信号Ｖはドライバ１２に出力される
。減圧指令器１４は、例えば、第４図に示すようにプロ
グラムされており、モデル部９からの時間ｔ、または、
移動ストロークｓｔを受け、これが予め設定されている
時間ｔｌ。

または、移動ストロークｓｔ１以上になった時点で射出
圧コントローラ１６に対して減圧指令ｄａを圧力する。

射出圧コントローラ１６は圧力制御弁１７を調節して、
圧力源１８の発生圧力すなわち射出シリンダ１９の作用
圧力を制御することで、溶／１！３７の射出プランジャ
３６によるキャビティ３８への充填圧力を制御している
。なお、モデル部９．偏差検出部ｌＯ，ゲイン設定部８
および型開指令器１４でフィードバック制御器１５を構
成している。

いま、第２．３図と同様に、上下方向に開閉可能な上型
３３．下型３５および水平方向に移動可能な４個の中子
３４を合わせ、図示していない型締機構により図中の上
下方向からクランプし、それにより形成されたキャビテ
ィ３８内に、射出スリーブ３９内の溶湯３７を、射出シ
リンダ１９のピストン２０の作用によって、射出プラン
ジャ３６および射出プランジャ３６と一体的に作動する
プランジャチップ３６ａを上昇させて充填する（図示は
、キャビティ３８内に溶湯３７を充填完了した状態）。

溶湯３７の充填完了時点から、所定の時間（加圧タイム
ラグ）経過後、方向切替弁２３のソレノイド２３ａを励
磁することにより加圧シリンダ３１のシリンダピストン
３２に取付けられた加圧プランジャ４０を、キャビティ
３８内に突出させ、キャビティ３８内の溶湯３７を加圧
し、溶湯３７の冷却に伴う収縮代（凝固収１ｉｌ）に見
合うような押湯作用を行なわせる。加圧プランジャ４０
の作動は、前述したようにフィードバー２り制御器１５
で目標軌跡ｓｔに対して追従制御するように構成してい
る。すなわち、加圧プランジャ４０の作動は、加圧プラ
ンジャ４０の金型キャビティ３８内への移動ストローク
量を目標軌跡ｓｔとして予め定めておき、この目標軌ｉ
！ＪｓＬとした加圧プランジャ４０の移動ストローク量
と、実移動ストローク量の偏差量に応じて、加圧プラン
ジャ４０を駆動する作用圧力を変化させることにより、
加圧プランジャ４０の移動ストローク量を追従制御する
ようにしている。この時、フィードバック制御器１５内
では、合わせてモデル部９からの時間Ｅ、または、移動
ストロークｓｔを減圧指令器１４に出力し、ここで第４
図に示すように予め設定されている時間ｔ１．または、
移動ストロークｓｔ１以上になったか否か判定する。な
お、モデル部９に図示しているように時間ｔ＋、または
、移動ストａ−りｓｔｌは、主として押湯効果を付与す
る領域ｒ１と、主としてゲートシール位置ｓｔｇまで加
圧プランジャ４０を達せしめるゲート切断領域であるｒ
２との境界点を設定している。

減圧指令器１４による判定条件が成立すれば射出圧コン
トローラ１６に対して減圧指令ｄＣを出カスる。射出圧
コントローラ１６は、減圧指令ｄｃを受けて第５図の時
間【−圧力Ｐ線図に示すように溶湯３７の射出プランジ
ャ３６によるキャビティ３８への充填圧力ｐｍを漸次減
少せしめ。

ｔｃ待時間零に落ちるように圧力制御弁１７を制御して
いる。ここでｔｃ待時間、加圧プランジャ４０が最終的
にゲートシール位置まで達するに要する時間を勘案して
決定するが、通常、数秒以上の比較的長時間を費やして
射出プランジャ３６による充填力を減圧する。したがっ
て、加圧の最終段階で、加圧プランジャ４０がゲートシ
ール位置まで移動する際には、射出プランジャ３６によ
る充填力は同時に減圧されて行くので作動し易くなり、
前述の問題点を示したｌ）、２）に左右されることなく
、確実に、ゲートシール位置まで達しせしめることが可
能となる。しかも、押湯効果を損なうことはないので、
溶湯３７の冷却に伴う凝固収縮に対しても効果的に押湯
を付与することが可能である。

［発明の効果］本発明においては、以上のようにしたので、溶湯の凝固
収縮時に発生し易い、いわゆる引巣を効果的に防止する
だけでなく、確実なゲート切断を両立可能としたので不
用な歪を与えることが無くなり、成形の良品率９歩留ま
り共に向上する。

【図面の簡単な説明】

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
を示すブロック図、第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明に類
した従来の装置の１例において作動順序を示す縦断面図
、第２図（ｆ）は第２図（ｄ）の１部拡大図、第３図は
第２図（ａ）〜（ｅ）と同じ従来の装置の１例を示すブ
ロック図、第４図は本発明における制御状態の１部を示
すフロー線図、第５図は本発明における制御状態を示す
時間圧力線図である。３・・・位置検出器、　　　　　６・・・圧力調整弁、
８・・・ゲイン設定部、　　　　９・・・モデル部。ｌＯ・・・偏差検出部、　　　　１２・・・ドライバ、
１４・・・減圧指令器。１５・・・フィードバック制御器。１６・・・射出圧コントローラ、１７・・・圧力制御弁、　　　　１９・・・射出シリン
ダ、３１・・・加圧シリンダ、３４・・・中子、３６・・・射出プランジャ、３８・・・キャビティ、４０・・・加圧プランジャ。３３・・・上型、３５・・・下型。３７・・・溶湯、３９・・・射出スリーブ、

Claims

【特許請求の範囲】

　射出プランジャを有する射出装置の作用によって金型
内に溶湯を充填すると共に、加圧プランジャを有する加
圧装置の作用によって金型内の溶湯を加圧する加圧鋳造
方法において、射出プランジャへの作用圧力を抜きなが
ら加圧プランジャによる溶湯の加圧を行なうようにした
ことを特徴とする加圧鋳造方法。