JPH0729181B2 - 鋳型造型方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型の造型方法及び装
置、特に手持ちの鋳枠を使用して、鋳物製品の形状に合
わせて鋳型の分割面を、鋳枠端面から外方に突出させ、
または該端面から該鋳枠内に侵入させて形成することが
可能な鋳型造型方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳型造型用模型の分割面、いわゆる見切
り面の決定は、目的とする鋳物製品の形状等を考慮して
行われる。そして、通常はこの見切り面によって分割さ
れた模型の分割面をそれぞれ模型定盤の盤面に当てがっ
て固定し、この盤面上に鋳枠を載置することによって、
模型の分割面、すなわち見切り面と鋳枠の端面とを一致
させた状態で鋳型を造型する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、見切り
面をそのまま鋳枠端面、すなわち鋳型の型合わせ面と一
致させると、製品の形状によっては、例えば図６に示す
ように、製品の上型部分と下型部分の高さが不均衡とな
って、いわゆる砂付きに差違を生じ、このような鋳型に
注湯すると種々の問題を生ずる。すなわち、まず第１
に、砂付きの多い方は、砂の充填密度が均一となって一
応問題がないが、砂付きの少ない方は、砂の充填密度が
不均一となって、充填密度の小さい部分は変形しやす
く、注湯の際に鋳型に張りが生じて、製品の寸法精度が
悪くなる。また、砂付きが少ないと全般的に鋳型強度が
低下して、例えば鋳型上に載置される重錘の下面や鋳型
搬送台車に付着した古砂等により、鋳型が局部的に変形
して製品に欠陥を生じる。第２に、砂付きの少ない部分
は注湯により砂温の上昇が著しく、このため鋳物砂の劣
化を早め、かつ回収砂全体として性質が不均一となっ
て、砂の調質管理を困難にする。

【０００４】この問題を解決するための手段として、３
段枠の使用や上下の鋳枠への砂充填量の調節などがある
が、前者では設備が複雑、大型化し、後者は主に抜き枠
式造型法に限定され、また砂の充填密度を均一にするた
めに種々の困難な問題が伴う。また、図７に示すよう
に、見切り面と鋳枠端面とを上下にずらして、この両者
を勾配面で結ぶようにして鋳型の合わせ面を形成すれ
ば、砂付きは均一になるが、模型が複雑で重くなり、模
型の製作費が増すだけでなく、鋳枠当たりの製品生産量
が低下する。

【０００５】さらに、特に近年は、多品種少量化と製品
のライフサイクルの短期化の傾向が著しく、手持ちの鋳
枠によってはこれらの製品に適応した造型条件を設定す
ることが困難となり、甚だしい場合には鋳型造型設備更
新の必要に迫られることさえある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題の解決を図る
ために、本発明の鋳型造型方法は、下補助枠の上面に鋳
枠を載置し、前記下補助枠と前記鋳枠の内側面に沿って
該下補助枠と該鋳枠に対し相対的に上下に可動に嵌装さ
れた下加圧ヘッドの上面に模型定盤を固定し、該模型定
盤の盤面を前記下補助枠と鋳枠の内側面に沿った所定高
さの位置に保持した状態で、前記下補助枠の内側面と、
前記鋳枠の内側面と、前記模型定盤の上面とによって形
成された空間内に鋳物砂を充填し、かつこの鋳物砂を上
方、下方の少なくとも一方からスクイズし、スクイズ終
了時における前記模型定盤の盤面の位置を、前記鋳枠の
下面から所定寸法だけ前記下補助枠内へ突出させ、又は
該鋳枠の下面から所定寸法だけ該鋳枠内へ侵入させるこ
とによって、前記スクイズされた鋳物砂の下面を前記下
補助枠及び前記鋳枠のいずれかの内側面に沿った所望高
さの位置に形成させることからなる鋳型造型方法であ
る。

【０００７】また、上記の方法により、前記スクイズ終
了時における前記模型定盤の盤面の位置を前記鋳枠の下
面から所定寸法だけ前記下補助枠内へ突出させることに
よって造型した一方の鋳型（以下この種の鋳型を突出鋳
型と呼ぶ）と、また前記スクイズ終了時における前記模
型定盤の盤面の位置を前記鋳枠の下面から前記所定寸法
だけ該鋳枠内へ侵入させることによって造型した他方の
鋳型（以下侵入鋳型と呼ぶ）とを１組として型合わせす
ることもできる。

【０００８】本発明による鋳型造型装置は、下補助枠
と、この下補助枠の上面に載置された鋳枠と、前記下補
助枠と前記鋳枠の内側面に沿って該下補助枠と該鋳枠に
対し相対的に上下に可動に嵌装された下加圧ヘッドと、
この下加圧ヘッドの上面に固定された模型定盤と、前記
鋳枠の上方に位置する上加圧ヘッドとを備えた鋳型造型
装置であって、前記下補助枠の内側面と、前記鋳枠の内
側面と、前記模型定盤の上面とによって形成された空間
内に充填し、かつ前記上下の加圧ヘッドにより上方、下
方の少なくとも一方からスクイズし、スクイズ終了時に
おける前記模型定盤の盤面の位置を、前記鋳枠の下面か
ら所定寸法だけ前記下補助枠内へ突出させ、又は該鋳枠
の下面から所定寸法だけ該鋳枠内へ侵入させることによ
って、前記スクイズされた鋳物砂の下面を前記下補助枠
及び前記鋳枠のいずれかの内側面に沿った所望高さの位
置に形成させることからなる鋳型造型装置である。

【０００９】

【発明の作用・効果】本発明の鋳型造型方法及び装置に
おいては、比較的簡単な方法と設備を用い、スクイズ終
了時における模型定盤の盤面の位置を上下に調整するこ
とによって、鋳枠内に充填し、スクイズされた鋳物砂の
下面が、鋳枠端面から所定寸法だけ外方に突出した状態
の突出鋳型、又は鋳枠内に所定寸法だけ侵入した状態の
侵入鋳型をそれぞれ容易に造型することができる。した
がって、鋳型の合わせ面を鋳枠端面と関係なく自由に設
定して上下の鋳型を造型することができるので、非常に
広範囲の形状の鋳物製品に対して、鋳型の砂付きの不均
一に起因する欠陥の発生を防止でき、また回収砂の性質
も均一となるので、鋳物砂管理上の効果も大きい。さら
に、鋳枠端面と模型の見切り面との間に勾配を設けて鋳
型合わせ面を形成する必要もないので、従来の通常の装
置及び方法と比較して、模型の製作費も増加せず、鋳枠
当たりの製品生産量も減少しない。

【００１０】

【実施例】以下本発明による鋳型造型方法及び装置の実
施例を図１ないし５に基づいて説明する。図１におい
て、本発明の鋳型造型装置は、下補助枠１と、下補助枠
１の上面に重ねて載置された鋳枠２と、鋳枠２の上面に
重ねて載置された上補助枠３と、下補助枠１と鋳枠２の
内側面に沿って上下に昇降可能に嵌装された下加圧ヘッ
ド４と、下加圧ヘッド４の上面に固定された模型定盤５
と、上補助枠３の上方に位置し上下に昇降可能な上加圧
ヘッド６とを備えている。下補助枠１の内側面と、鋳枠
２の内側面と、上補助枠３の内側面と、模型定盤５の上
面とによって形成された空間には、鋳型を構成する鋳物
砂９が充填され、特に上補助枠３は充填された鋳物砂の
下方への圧縮代を確保する作用を有する。下補助枠１
は、図示しない架台に固定されており、充填される鋳物
砂９の上方への圧縮代を確保し、かつ鋳物砂の下面１０
を鋳枠２の下面から突出した位置で形成させることを可
能にする。下加圧ヘッド４は、下スクイズシリンダ７に
よって上下に昇降可能であって、所望の位置で停止する
ことも、所望の位置で固定状態とすることも、また上方
に向けて加圧することもできる。上加圧ヘッド６は、上
スクイズシリンダ８によって上下に昇降可能であって、
下加圧ヘッド４と同様に、所望の位置で停止すること
も、所望の位置で固定状態とすることも、また下方に向
けて加圧することもできる。なお、下加圧ヘッド４及び
上加圧ヘッド６の加圧力、加圧順序、停止位置、固定位
置、上昇量、下降量等は、それぞれ予め設定されたプロ
グラムに従って、図示しない自動制御手段によって自動
制御することができる。

【００１１】以下に、本発明の鋳型造型装置による鋳型
造型方法について説明する。図１及び２は、充填された
鋳物砂９の下面１０、すなわち模型定盤５側の面を、鋳
枠２の下面から所定寸法だけ下補助枠１内へ突出させる
場合（突出鋳型）の造型工程を順に示す。図１は、下加
圧ヘッド４の上昇により模型定盤５の盤面を下補助枠１
内の所定の位置に停止させた状態で、前記空間に鋳物砂
９を充填して、鋳物砂充填工程が終わった状態を示す。
なお、この場合の模型定盤５の盤面の位置は、鋳物砂の
下面１０の下補助枠１内への所望の突出寸法と、後の第
２次スクイズ工程によって生じる鋳物砂９の圧縮代を考
慮して決定する。図２（ａ）は、下加圧ヘッド４の位置
を図１の位置に固定した状態で、鋳物砂９をその上面か
ら上加圧ヘッド６の下降によりスクイズする第１次スク
イズ工程が終わった状態を示す。図２（ｂ）は、上加圧
ヘッド６の位置を図２（ａ）の位置に固定した状態で、
模型定盤５の盤面が鋳枠２の下面から所定寸法だけ下補
助枠１内へ突出した位置まで、鋳物砂９を下加圧ヘッド
４の上昇により下方からスクイズする第２次スクイズ工
程が終わった状態を示す。図２（ｃ）は、下加圧ヘッド
４の位置を図２（ｂ）の位置に固定した状態で、鋳物砂
９をその上面から鋳物砂９の上面が鋳枠２の上面と一致
するまで、上加圧ヘッド６の下降によりスクイズする第
３次スクイズ工程の終わった状態を示す。図２（ｄ）
は、上加圧ヘッド６を上昇させ、下加圧ヘッド４を下降
させることによる抜型工程が終わった状態を示す。

【００１２】次に、充填された鋳物砂９の下面１０’
を、鋳枠２の下面から所定寸法だけこの鋳枠内へ侵入さ
せる場合（侵入鋳型）の造型工程を図３及び４に示す。
この場合には、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、下
加圧ヘッド４により、模型定盤５の盤面を上昇させ、か
つ固定する位置が鋳枠２の下面から所定寸法だけこの鋳
枠内へ侵入させた位置であるという点が異なるだけで、
その他の点については、上記の鋳物砂９の下面１０を下
補助枠１内へ突出させる場合の工程と実質的に同様であ
るので、詳細な説明は省略する。なお、図３及び４
（ａ）では、模型定盤５の盤面を下補助枠１内に位置さ
せたが、場合によっては、模型定盤５の盤面を鋳枠２内
へ多少侵入させた状態とすることもできる。

【００１３】上記の装置及び工程によって、突出寸法と
侵入寸法を等しくした突出鋳型と侵入鋳型とを１組とし
てそれぞれ造型し、これらの鋳型を図示しない装置によ
って造型装置の外へ取り出して、型合わせを行う。図５
では、上鋳型を突出鋳型とし、下鋳型を侵入鋳型とした
が、この逆に、上鋳型を侵入鋳型とし、下鋳型を突出鋳
型とすることもできる。

【００１４】以上の説明における上補助枠３は、場合に
よっては省略することができる。また、上下の加圧ヘッ
ド４，６のいずれか一方は適宜の架台に固定して、上下
に昇降しないものとすることもできる。上加圧ヘッド６
を上下に昇降可能とし、下加圧ヘッド４を固定した場合
には、下補助枠１をシリンダ等によって上下に昇降可能
とすることによって、模型定盤５の盤面の下補助枠１と
鋳枠２に対する相対的位置の変更、その位置での保持、
固定、上方、下方からのスクイズ及び抜型を行うことが
できる。上加圧ヘッド６を固定し、下加圧ヘッド４を上
下に昇降可能とした場合には、下補助枠１を別個に上下
に昇降可能とすることによって、同様に作用させること
ができる。スクイズの方向、順序及び回数についても、
前記実施例の上方、下方、上方の順の３回に限定されな
い。

【００１５】以上の説明から明らかなように、本発明の
鋳型造型装置及び方法によれば、手持ちの鋳枠を用い、
広い範囲の製品形状に対応して、鋳型の合わせ面の位置
を、鋳枠端面から突出させ、又は鋳枠内に侵入させるこ
とによって鋳枠端面と関係なく自由に設定することがで
きる。このため、上下の鋳型の模型上に充填される鋳物
砂の砂付きを均衡化することができ、鋳物砂の層厚の不
均一に起因する、製品の欠陥の発生、回収砂の性質の不
均一化等を効果的に防止することができる。また、見切
り面と鋳枠端面とを上下にずらしてこの両者を勾配面で
結んで鋳型の合わせ面を形成する従来の方法と比べて、
模型が軽くなり、その製作費が低下し、鋳枠当たりの製
品生産量も向上する。このように、本発明によれば、比
較的簡単な設備と方法で、種々の形状の鋳物製品に対
し、鋳型の砂付き条件を改善することによって、製品の
欠陥の発生を防止でき、また回収砂の性質の均一化によ
る鋳物砂管理上の効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の鋳型造型装置によって突出鋳型を造
型する場合の装置の略縦断面図である。

【図２】 本発明の鋳型造型装置によって突出鋳型を造
型する場合の造型工程を示す装置の略縦断面図である。

【図３】 本発明の鋳型造型装置によって侵入鋳型を造
型する場合の装置の略縦断面図である。

【図４】 本発明の鋳型造型装置によって侵入鋳型を造
型する場合の造型工程を示す装置の略縦断面図である。

【図５】 本発明の鋳型造型装置及び方法によって造型
された上下の鋳型を合わせた状態を示す略縦断面図であ
る。

【図６】 従来の方法によって造型された不均衡な砂付
きを有する上下の鋳型を合わせた状態を示す略縦断面図
である。

【図７】 従来の方法によって見切り面を上鋳枠下端面
から下方にずらして砂付きを均衡化した鋳型を合わせた
状態を示す略縦断面図である。

【符号の説明】

１ 下補助枠 ２ 鋳枠 ３ 上補助枠 ４ 下加圧ヘッド ５ 模型定盤 ６ 上加圧ヘッド ９ 鋳物砂 １０，１０’ 鋳物砂下面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下補助枠の上面に鋳枠を載置し、前記下
   補助枠と前記鋳枠の内側面に沿って該下補助枠と該鋳枠
   に対し相対的に上下に可動に嵌装された下加圧ヘッドの
   上面に模型定盤を固定し、該模型定盤の盤面を前記下補
   助枠と鋳枠の内側面に沿った所定高さの位置に保持した
   状態で、前記下補助枠の内側面と、前記鋳枠の内側面
   と、前記模型定盤の上面とによって形成された空間内に
   鋳物砂を充填し、かつこの鋳物砂を上方、下方の少なく
   とも一方からスクイズし、スクイズ終了時における前記
   模型定盤の盤面の位置を、前記鋳枠の下面から所定寸法
   だけ前記下補助枠内へ突出させ、又は該鋳枠の下面から
   所定寸法だけ該鋳枠内へ侵入させることによって、前記
   スクイズされた鋳物砂の下面を前記下補助枠及び前記鋳
   枠のいずれかの内側面に沿った所望高さの位置に形成さ
   せることからなる鋳型造型方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法により、前記スク
   イズ終了時における前記模型定盤の盤面の位置を前記鋳
   枠の下面から所定寸法だけ前記下補助枠内へ突出させる
   ことによって造型した一方の鋳型と、また請求項１に記
   載の方法により、前記スクイズ終了時における前記模型
   定盤の盤面の位置を前記鋳枠の下面から前記所定寸法だ
   け該鋳枠内へ侵入させることによって造型した他方の鋳
   型とを１組として型合わせすることからなる鋳型造型方
   法。
3. 【請求項３】 下補助枠と、この下補助枠の上面に載置
   された鋳枠と、前記下補助枠と前記鋳枠の内側面に沿っ
   て該下補助枠と該鋳枠に対し相対的に上下に可動に嵌装
   された下加圧ヘッドと、この下加圧ヘッドの上面に固定
   された模型定盤と、前記鋳枠の上方に位置する上加圧ヘ
   ッドとを備えた鋳型造型装置であって、前記下補助枠の
   内側面と、前記鋳枠の内側面と、前記模型定盤の上面と
   によって形成された空間内に充填し、かつ前記上下の加
   圧ヘッドにより上方、下方の少なくとも一方からスクイ
   ズし、スクイズ終了時における前記模型定盤の盤面の位
   置を、前記鋳枠の下面から所定寸法だけ前記下補助枠内
   へ突出させ、又は該鋳枠の下面から所定寸法だけ該鋳枠
   内へ侵入させることによって、前記スクイズされた鋳物
   砂の下面を前記下補助枠及び前記鋳枠のいずれかの内側
   面に沿った所望高さの位置に形成させることからなる鋳
   型造型装置。