JPS5927264B2 - 加圧造型法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年、鋳造工場における造型工程の高能率化、機械化は
著し℃・ものがあり、特に鋳鉄の量産品鋳物にお℃・で
は各種の高圧造型装置が開発され１０〜６０秒／モール
ドの高速造型が行なわれている。

これに対し、大物側別品鋳物にお℃・ては、水ガラス、
セメント及び各種の有機粘結材を使用した自硬性砂が開
発され、造型能率は向上して来たが、造型工程は、依然
として人力に頼っており、造型作業時の重労働による若
年労働者の忌避、造型作業の人件費増等により鋳物コス
トは上昇の一途を辿っても・る。

本発明は、自硬性砂を使用した大物用鋳型の造型法及び
その装置に関するものである。

現在、量産品鋳物の造型に多く使用されて℃・る造型装
置は、鋳型の上面（模型面の反対側）から加圧する方式
であり、このため模型面に沿℃・鋳物砂を充分に充填さ
せるためは、加圧力の高圧化（面圧１０〜２０′Ｋｇ／
ｃｎ！ｔ）、バイブレータの併用、セグメント形状の検
討等が行なわれている。

このような加圧方式の造型装置を大物用鋳型の造型に適
用した場合、鋳型の高さの増大による加圧力の伝達時に
おける損失及び鋳物砂の充填不良等の問題が生じる。

本発明者等は、上記のような問題点を解決するため、圧
力伝達及び鋳物砂の充填につ℃・て種々試験した結果、
第１図に示すように、圧力伝達率は、鋳物砂の層厚即ち
鋳型の高さが高くなるに従って徐々に低下するが、鋳物
砂の充填塵は、加圧面から１００〜２００ｍｍの深さか
ら急に低下する傾向があり、２５０ｍｍの深さでは、加
圧力は約６５％伝達されるが、鋳物砂の充填は行なわれ
て℃・なし・ことが明らかになった。

したがって、このような充填不良を解決するために従来
のようなバイブレータを併用すると、鋳型が大きくなる
に従って性能の犬き−・パイブレークが必要となり、こ
れに伴って騒音も増大して作業環境を悪化させる。

本発明者等は、上記知見に基づき、作業環境を悪化させ
ることなく、大物用鋳型の造型に適用できる造型法とし
て、鋳型を模型面及び上面の両面から加圧して造型する
方法及びその装置を発明した。

一般に鋳型の特性として鋳型のハンドリングや溶湯圧に
耐える強度と鋳込時に発生するガスを排出するための通
気度が要求され、特に鋳肌面と表面は強度が、鋳型の中
心部は通気度が要求される６しかし、鋳型の強度は鋳物
砂が密に充填される程高くなり、通気度は逆に低下する
とり・う相反する関係にあるため両特性を効果的に調整
することは困難な問題である。

しかるに、従来のように上面からの加圧のみによって造
型された鋳型は、加圧面から鋳肌面にかげて、鋳物砂の
充填が疎になり、鋳肌面の通気度は良好であるが強度が
低く、砂かみ、洗われ、焼着等の欠陥が発生する。

又加圧力を高くして鋳肌面の鋳物砂の充填を密にすると
、鋳肌面の強度は高くなるが、鋳肌面から深部の通気度
が悪くなり、ガス欠陥が生じ易くなる。

更には、第１図の鋳物砂の充填度から見て、℃・かに加
圧力を高くしても、造型可能な鋳型の高さに限界がある
ことも予想される。

これに対し、本発明になる加圧方法によれば模型面と鋳
型上面の両面から加圧するため、鋳物砂は鋳肌面と上面
が１００〜１５０ｍｍだけ充填され鋳型の中間部はそれ
程充填されず、したがって、鋳肌面と上面は強度があり
、中間部は通気度の良好なサンドインチ状の鋳型が成型
される。

又、鋳物砂の充填を鋳型の深部まで及ぼす必要がな℃・
ため、加圧力（面圧）を小さくすることが可能であると
共に、造型する鋳型の高さの限界がなくなり、大物用鋳
型の加圧造型が可能となる。

次に本発明を第２〜１１図に示す一実施例よって説明す
る。

本実施例装置の構造を第２〜６図によって説明すると、
１はスクイズヘッドで、球面座４を介してロッド２に連
結され、ロッド２は雌ねじ５と雄ねじ３の噛合℃・によ
ってスクイズヘッド昇降用回転駆動軸７に連結されて℃
・る。

スクイズヘッド昇降用回転軸７は回転角検出器９によっ
てあらかじめ設定された回転角だけ油圧モーター８で回
転し、ロッド２を昇降させる。

ロッド２は、スライドガイド２２で横振れを防ぎ、回転
止めキー２３で昇降時の回転を防ぐ構造となって℃・る
。

又鋳型加圧時にスクイズヘッド１が受ける軸方向の力は
、スライド軸受６で支える。

以上の構造を有するスクイズヘッド１は、取扱う模型１
４０種類や大きさを考慮して造型機上部フレーム１９に
適宜の間隔で吊下配置されている。

１０は、鋳枠ストッパーで、スクイズヘッド１と類似の
昇降機構を有し、鋳造砂の圧縮量に応じて高さを調整し
得る。

１７，１８は鋳枠昇降機構のラム及びシリンダーで、複
数個設けてあり鋳枠１１を押し上げて、鋳枠ストッパー
１０とともに鋳枠１１を固定する。

第２図では鋳枠昇降機構をラム及びシリンダーで記載し
たが、その他ネジ等による昇降機構も適用し得る。

１５は鋳物砂加圧ラムで、鋳物砂加圧ラム用シリンダー
１６によって造型機下部フレーム２０に設置されており
、鋳物砂加圧ラム１５は、定盤１２、模型１４を介して
鋳物砂１３を加圧する。

２１は造型機の支柱、２６は定盤のフランジ、２７は定
盤のリブである。

定盤１２に付設されたリブ２７の高さＨを、鋳物砂１３
の圧縮量りより高し・連続した形状として置けば、鋳枠
１１を鋳枠昇降ラム１７で押し上げ固定する場合に、鋳
物砂１３が鋳枠１１の側面下部から漏出するのを防止す
ることができる。

また、定盤１２におけるフランジ２６の鋳枠１１に対向
する面２６′が、リブ２７に囲まれた面２６〃よりも高
℃・位置にあるように構成しておけば、鋳型加圧ラム１
５によって定盤１２を押し上げ鋳物砂１３を圧縮した場
合、定盤１２のフランジ２６の前記面２６′が鋳枠１１
の端面１１′に当接する位置で鋳物砂１３の圧縮が終了
する。

すなわち、フランジ２６は、鋳物砂１３の過度に圧縮さ
れることを防止するための位置決めとして有効なもので
あるが、前述のように面２６′の位置をリブ２７に囲ま
れた面２６“より高（・位置にして置くと、造形後の鋳
型の身切面１３′が鋳枠１１の端面１１′すなわち合せ
面より突出して形成されることになる。

このため、前記鋳型の上に注湯口および押湯等を備えた
上部鋳型を重ねた時鋳型の見切面１３′同志が密着する
ので正確な鋳型が形成出来、鋳造時鋳張りの生ずること
もなし・。

次に第７〜１１図によって造型法を説明する。

まず、コンベア２４上に定盤１２を載置し、該定盤１２
上に模型１４、鋳枠１１を置き鋳物砂供給タンク２５よ
り鋳物砂１３を投入した後肢定盤１２を造型機内に定置
する。

鋳物砂供給タンク２５の砂投入口は、造型機内に設けて
鋳物砂の投入を造型機内で行なっても良し・。

次℃・で、模型１４の形状に合わせて設定した回転角検
出器９の目盛まで油圧モーター８を回転させ複数個のス
クイズヘッド１を降下させる。

第９図では単に位置決めのみを示して℃・るが、鋳物砂
投入量が多し・時には一次的に加圧する事もある。

一方、鋳物砂の圧縮量に応じた位置に鋳枠ストッパー１
０を昇降固定する。

しかる後に鋳枠昇降ラム１７によって鋳枠１１のみを鋳
枠ストッパー１０に接するまで押上げ、続（・て鋳型加
圧ラム１５を定盤１２のフランジ２６が鋳枠１１に接す
るまで上昇させ、定盤１２、模型１４を介して鋳物砂１
３を加圧圧縮する。

次いで、鋳枠昇降ラム１７、鋳型加圧ラム１５を降下さ
せる一方スクイズヘッド１も上昇させ、鋳型１４を定盤
１２と共に造型機の外に搬出し、型抜き等の後工程へ送
る。

大物鋳型の場合は、自硬性砂を使用することが多く、加
圧造型後直ちに型抜きができな℃・ため、鋳型を定盤１
２と共に搬出するが、粘土等を粘結材とする鋳物砂の場
合は、加圧造型後直ちに型抜きが可能であり、必ずしも
定盤と共に搬出する機構とする必要はなし・。

本発明は、以上詳述したように、鋳型を上下から加圧し
て造型するため、鋳型の加圧面のみ充填され、鋳型の内
部は通気度の良好な鋳型が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図：加圧面からの深さと砂の圧力伝達率及び砂の充
填塵との関係図、第２図二本発明に係る装置の正面図（
一部断面図）、第３図：本発明に係る装置の第２図での
Ａ−Ａ断面図、第４図：本発明に係るスクイズヘッド及
び鋳枠ストッパーの詳細図、第５図：本発明に係る定盤
の詳細図、第６図：本発明に係る鋳型の身切面の説明図
、第７〜１１図：本発明に係る装置の作動工程説明図。 １・・・・・・スクイズヘッド、７・・・・・・スクイ
ズヘッド昇降用回転軸、１１・・・・・・鋳枠、１２・
・・・・・定盤、１４・・・・・・模型、１５・・・・
・・鋳型加圧ラム、１７・・・・・・鋳枠昇降ラム、１
９・・・・・・造型機上部フレーペ２０・・・・・・造
型機下部フレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 模型を載置した定盤の上に載せた鋳枠内に鋳物砂を
   投入した後複数個の上部スクイズヘッドを前記模型の形
   状に応じて前記鋳枠内に降下位置決めし、次に前記鋳枠
   をその内部に投入された鋳物砂の圧縮量に基（・て定め
   た所定の位置まで上昇させ、しかる後に前記定盤を再度
   前記鋳枠に当接するまで押上げて鋳物砂を加圧充填せし
   めることを特徴とする加圧造型法。 ２ 造型機上部フレームに適宜の間隔で吊下配置され、
   その上部にそれぞれネジによる昇降機構を備えた多数の
   スクイズヘッドと、鋳枠の上面に対向する位置に設置さ
   れたネジによる昇降機構を備えた複数個の鋳枠ストッパ
   ーと、鋳枠の下面に対向する位置に設置されたネジ又は
   シリンダーによる複数個の鋳枠押上げ機構と、砂止めリ
   ブを備えた定盤と、該定盤を押上げる機構と、を有する
   ことを特徴とする加圧造型装置。