JP2011194423A - Method and apparatus of molding shell mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシェル鋳型を造型する造型方法およびシェル鋳型を造型する造型装置に関する。 The present invention relates to a molding method for molding a shell mold and a molding apparatus for molding a shell mold.
鋳造に用いる鋳型として一般的には熱硬化性鋳型があり、熱硬化性鋳型の造型方法としてはシェル砂を用いたシェルモールド法により鋳型を造型する方法が従来より用いられている。シェルモールド法により造型された鋳型をシェル鋳型と称している。
シェル砂は、乾燥砂にフェノール樹脂やヘキサミン等の粉末を混合して生成されており、常温では乾燥して粉体状であるが、２５０℃〜３００℃程度にまで加熱すると硬化する。
As a mold used for casting, there is generally a thermosetting mold. As a method for forming a thermosetting mold, a method of forming a mold by a shell mold method using shell sand has been conventionally used. A mold formed by the shell mold method is called a shell mold.
Shell sand is produced by mixing dry resin with powders such as phenolic resin and hexamine. The shell sand is dried and powdered at room temperature, but hardens when heated to about 250 ° C to 300 ° C.
なお、シェル鋳型の造型方法としてコイルダンプ式の造型方法が良く知られている。
コイルダンプ式の造型方法は、シェル砂が入ったダンプボックスの上に加熱した金型を配置したのち、ダンプボックスと金型とを一体的に上下反転させる。
すると金型の上にシェル砂が落下し、金型の成形面でシェル砂が硬化する。その後、金型とダンプボックスとを再度上下反転させると未硬化のシェル砂はダンプボックス内に落下して硬化したシェル鋳型を得ることができる（例えば、特許文献１の[０００４]〜[０００５]参照）。
A coil dump molding method is well known as a shell mold molding method.
In the coil dump type molding method, a heated mold is placed on a dump box containing shell sand, and then the dump box and the mold are integrally turned upside down.
Then, the shell sand falls on the mold, and the shell sand is cured on the molding surface of the mold. Thereafter, when the mold and the dump box are turned upside down again, the uncured shell sand falls into the dump box to obtain a hardened shell mold (for example, [0004] to [0005] of Patent Document 1). reference).
ダンプボックス式によるシェル鋳型の造型方法では、金型とシェル砂が入ったダンプボックスとを一体的に上下反転させる必要がある。したがって、機構的に大掛かりなものとなってしまい、鋳型造型装置の省スペース化には課題がある。
また、金型の加熱は、上下反転させる前に予めバーナー等で行っておく必要があるので、加熱効率が悪く、加熱用のエネルギー消費も大きいという課題もある。
In the method of molding a shell mold by the dump box type, it is necessary to vertically invert the mold and the dump box containing the shell sand. Therefore, the mechanism becomes large and there is a problem in space saving of the mold making apparatus.
Moreover, since it is necessary to heat the mold with a burner or the like before turning it upside down, there is a problem that heating efficiency is low and energy consumption for heating is large.
なお、従来のシェル鋳型の造型方法としては、金型で構成された空間内にシェル砂を吹き込むブロー方式によるものも知られている。
しかし、ブロー方式によると、金型の成形面にシェル砂が勢いよくぶつかるので、金型が摩耗してしまうという課題もある。
As a conventional method for forming a shell mold, there is also known a blow method in which shell sand is blown into a space constituted by a mold.
However, according to the blow method, shell sand strikes the molding surface of the mold vigorously, and there is a problem that the mold is worn.
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、簡単な機構でなおかつエネルギー消費が小さく、金型の摩耗も少ない、シェル鋳型の造型方法および造型装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a shell mold molding method and a molding apparatus that have a simple mechanism, consume less energy, and have little mold wear. is there.
本発明にかかるシェル鋳型の造型方法によれば、シェル砂に振動を付加し、振動しているシェル砂の上方から加熱されている金型を押し込み、金型をシェル砂に押し込んでから所定時間経過した後、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させることによって、シェル鋳型を造型することを特徴としている。
この方法による作用は以下のとおりである。
すなわち、シェル砂の上方から加熱されている金型を押し込むことにより、シェル砂を硬化させてシェル鋳型を造型するので、ダンプボックス式のようにシェル砂と金型とを上下反転させる必要がなくなる。このため、従来よりも小型化された造型装置を構成することができ、工場内の省スペース化を図ることができる。また、金型をシェル砂に押し込んでいくときであっても金型の背面（上方）から加熱し続けることができるので、金型加熱時の省エネルギーを図ることができる。また、金型を振動しているシェル砂に押しつけるだけであるので、金型の摩耗を減らすことができる。
According to the method for molding a shell mold according to the present invention, vibration is applied to shell sand, a mold heated from above the vibrating shell sand is pushed in, and the mold is pushed into shell sand for a predetermined time. After the lapse of time, the mold is lifted from the shell sand together with the shell mold including a hardened layer formed by curing on the molding surface of the mold and a softened layer in which the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer. It is characterized by forming a shell mold.
The effect of this method is as follows.
In other words, by pushing a mold heated from above the shell sand, the shell sand is cured to form a shell mold, so that it is not necessary to invert the shell sand and mold upside down as in the dump box type. . For this reason, it is possible to configure a molding apparatus that is smaller than before, and to save space in the factory. Further, even when the mold is pushed into the shell sand, the heating can be continued from the back (upper side) of the mold, so that energy can be saved when the mold is heated. Moreover, since the mold is simply pressed against the vibrating shell sand, the wear of the mold can be reduced.
また、前記金型は、常時一定温度となるように加熱制御され、金型をシェル砂から上昇させた後も、前記軟化層を硬化させることを特徴とする。 In addition, the mold is heated and controlled so as to always have a constant temperature, and the softened layer is cured even after the mold is raised from the shell sand.
また、背面には成形面側に凹んでいる凹部が形成された金型を用い、該金型の凹部と合わせて外部空間から閉ざされた閉塞空間からなるチャンバーが形成され、チャンバー内の空気が加熱されることにより金型を加熱することを特徴とする。
この方法によれば、金型を薄く成形できるので金型を軽量化して取り扱いを容易にできるとともに、金型の背面（上方）から加熱したときに金型の成形面に熱が伝導しやすく、また金型の成形面における温度分布も良好となる。また、閉塞空間で加熱するので、熱が外部に逃げてしまわず、無駄なく効率よく加熱が行える。
In addition, the back surface is formed with a mold in which a recess recessed on the molding surface side is formed, and a chamber composed of a closed space closed from the external space is formed together with the recess of the mold, and the air in the chamber is The mold is heated by being heated.
According to this method, since the mold can be thinly formed, the mold can be lightened and handled easily, and heat is easily conducted to the molding surface of the mold when heated from the back (upper) of the mold, Also, the temperature distribution on the molding surface of the mold is good. In addition, since heating is performed in the closed space, heat does not escape to the outside, and heating can be performed efficiently without waste.
また、前記チャンバー内には、過熱蒸気もしくは加熱空気が外部から導入されるか、またはヒータによりチャンバー内の空気が加熱されることを特徴とする。
この方法によれば、バーナーを用いずに金型の加熱を行うので、金型にアルミ等の金属を用いた場合であっても金型が溶解せず、またＣＯ２の削減に寄与する。そして、バーナー等で金型を加熱する場合と比較して、省エネルギー化を測ることができる。また、過熱蒸気または加熱空気は金型の背面のチャンバー内の全体に均一に行き渡らせることができるので、金型の温度分布をさらに向上させることができる。
The chamber is characterized in that superheated steam or heated air is introduced from the outside or the air in the chamber is heated by a heater.
According to this method, since the mold is heated without using the burner, the mold does not melt even when a metal such as aluminum is used for the mold, and contributes to the reduction of CO 2 . And energy saving can be measured compared with the case where a metal mold | die is heated with a burner etc. Further, since the superheated steam or heated air can be uniformly distributed throughout the chamber on the back surface of the mold, the temperature distribution of the mold can be further improved.
また、造型するシェル鋳型において、強度を高くすべき部位が存在する場合には、金型またはチャンバーの閉塞空間を構成する部位において、当該部位に該当する箇所のシェル砂に過熱蒸気または加熱空気を直接噴出させる噴出孔が形成されていることを特徴とする。
この方法による作用は以下のとおりである。
すなわち、シェル鋳型に、強度確保や接着面のような幅を必要とする合わせ面等が形成されていると、他の部位よりもこの部位を肉厚に形成する必要があるが、金型の成形面からの加熱だけでは他の部位と比較して十分加熱ができず硬化時間が不足して強度を高めることができない可能性もある。そこで、過熱蒸気または加熱空気を直接シェル砂に噴出させることによって、所定箇所の加熱を十分に行って強度を高めることができる。
In addition, in the shell mold to be molded, if there is a part that should have high strength, superheated steam or heated air is applied to the shell sand at the part corresponding to the part in the part constituting the closed space of the mold or the chamber. An ejection hole for direct ejection is formed.
The effect of this method is as follows.
That is, if the shell mold is formed with a mating surface that requires a width such as strength securing and an adhesive surface, it is necessary to form this part thicker than other parts. There is a possibility that heating from the molding surface alone is not sufficient as compared with other parts, and the curing time is insufficient and the strength cannot be increased. Therefore, by directly ejecting superheated steam or heated air onto the shell sand, it is possible to sufficiently heat the predetermined location and increase the strength.
また、前記噴出孔は、前記チャンバーと連通しており、チャンバー内の過熱蒸気または加熱空気を噴出するように設けられていることを特徴とする。 Moreover, the said ejection hole is connected with the said chamber, It is provided so that the superheated steam or heating air in a chamber may be ejected.
また、前記噴出孔は、外部からチャンバー内に配置された熱交換用の管路内を流通してチャンバー内の空気によって加熱された加熱空気を噴出させることを特徴とする。 Further, the ejection holes are characterized in that the heated air heated by the air in the chamber is ejected through the heat exchange pipe line arranged in the chamber from the outside.
また、複数の金型を用いて同時にシェル鋳型を製造する場合、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させたのち、前記軟化層同士を密着させることにより、シェル鋳型の底面同士を接合させた接着シェル鋳型を造型することを特徴とする。
この方法によれば、底面同士が接合された２つのシェル鋳型からなる接着シェル鋳型をきわめて容易に造型することができる。接着シェル鋳型は、互いの底面同士が接合されているので、多数の鋳物を同時に鋳造する場合に省スペース化を図ることができ、また隣接する鋳物のキャビティ間の距離が短くなるので湯道を短くすることができる。このため、湯道を再度溶解させて使用する場合に溶解時のエネルギー消費をなるべく減らすことができる。さらに接着シェル鋳型の組み立て工程も省くことができる。
In addition, when manufacturing a shell mold simultaneously using a plurality of molds, the cured layer formed by curing on the molding surface of the mold and the softening of the resin contained in the shell sand around the cured layer After the mold is raised from the shell sand together with the shell mold including the layer, an adhesive shell mold in which the bottom surfaces of the shell mold are joined is formed by bringing the softened layers into close contact with each other.
According to this method, an adhesive shell mold composed of two shell molds whose bottom surfaces are joined can be formed very easily. Adhesive shell molds have their bottom surfaces joined together, so space can be saved when casting many castings at the same time, and the distance between adjacent casting cavities is shortened so Can be shortened. For this reason, when melt | dissolving and using a runner again, the energy consumption at the time of melt | dissolution can be reduced as much as possible. Furthermore, the assembly process of the adhesive shell mold can be omitted.
なお、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、前記軟化層を外側から加熱して焼成することを特徴とする。 The mold was raised from the shell sand together with the shell mold including the hardened layer formed by curing on the molding surface of the mold and the softened layer in the state where the resin contained in the shell sand was softened around the hardened layer. Then, the softening layer is heated from the outside and fired.
また、前記軟化層が不要である場合には、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、金型に振動を付加して前記軟化層を落下させることを特徴とする。 In addition, when the softening layer is unnecessary, the shell includes a hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and a softened layer in which the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer. The mold is raised from the shell sand together with the mold, and then the softened layer is dropped by applying vibration to the mold.
また、前記軟化層が不要である場合には、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、前記軟化層を冷却することによって前記軟化層の粘着力を低下させて落下させることを特徴とする。 In addition, when the softening layer is unnecessary, the shell includes a hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and a softened layer in which the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer. After the mold is raised from the shell sand together with the mold, the softened layer is cooled to lower the adhesive strength of the softened layer and dropped.
本発明のシェル鋳型の造型方法およびシェル鋳型の造型装置によれば、簡単な機構でなおかつ加熱効率よくシェル鋳型を造型することができる。 According to the shell mold molding method and the shell mold molding apparatus of the present invention, a shell mold can be molded with a simple mechanism and with high heating efficiency.
まず、シェル鋳型を造型するために用いる造型装置２０について、図１の概略構成図に基づいて説明する。
シェル鋳型を構成するシェル砂２２はシェル砂容器２１に収納されている。シェル砂２２としては、背景技術で説明したように、乾燥砂にフェノール樹脂やヘキサミン等の粉末を混合して生成したものを用いることができる。
シェル砂容器２１は、上面が開口した容器であって、シェル砂２２が所定量収納することができるのであればどのような形状であってもよい。
First, a molding apparatus 20 used for molding a shell mold will be described based on the schematic configuration diagram of FIG.
Shell sand 22 constituting the shell mold is stored in a shell sand container 21. As the shell sand 22, as described in the background art, it is possible to use a sand sand 22 produced by mixing dry sand with a powder such as phenol resin or hexamine.
The shell sand container 21 may be any shape as long as the shell sand 22 can accommodate a predetermined amount of the container with an open top surface.
シェル砂容器２１内のシェル砂２２に振動を付加する振動付加装置２４が、シェル砂容器２１に設けられている。本実施形態では、振動付加装置２４としては振動モータを採用している。振動モータは、錘をモータの回転軸に対して偏芯させて配置させたものであって、モータが錘を回転させることによって振動が発生する。
ただし、振動付加装置２４としては、振動モータ以外にも超音波発振器、エア振動機、エアを導入するバブリングなどを採用することが可能である。また、振動付加装置２４としては、シェル砂容器に設けるのではなく、シェル砂容器のシェル砂の中に直接埋設されていてもよい。
A vibration applying device 24 for applying vibration to the shell sand 22 in the shell sand container 21 is provided in the shell sand container 21. In the present embodiment, a vibration motor is employed as the vibration adding device 24. The vibration motor is arranged such that the weight is eccentric with respect to the rotation shaft of the motor, and vibration is generated when the motor rotates the weight.
However, as the vibration applying device 24, an ultrasonic oscillator, an air vibrator, bubbling for introducing air, or the like can be employed in addition to the vibration motor. The vibration applying device 24 may be directly embedded in the shell sand of the shell sand container, instead of being provided in the shell sand container.
このように、振動付加装置２４を設けるのは次のような理由による。すなわち、シェル砂２２が振動していない状態では、金型１０を上方からシェル砂内に押し込むことができない。これはシェル砂２２の粒子間における摩擦抵抗が大きいためである。
そこで、振動付加装置２４でシェル砂２２を振動させることにより、シェル砂２２の粒子間における摩擦抵抗を低減させて流動化することができ、金型１０を容易に上方からシェル砂２２内に押し込むことができる。
Thus, the vibration adding device 24 is provided for the following reason. That is, when the shell sand 22 is not vibrating, the mold 10 cannot be pushed into the shell sand from above. This is because the frictional resistance between the particles of the shell sand 22 is large.
Therefore, by vibrating the shell sand 22 with the vibration applying device 24, the friction between the particles of the shell sand 22 can be reduced and fluidized, and the mold 10 can be easily pushed into the shell sand 22 from above. be able to.
シェル砂容器２１は振動付加装置２４によって確実に振動するように、揺動手段２９を介して基台２５上に設置されている。ここで揺動手段２９とは、エアライド、スプリングあるいはゴム等を用いることができる。
基台２５およびシェル砂容器２１は、ホッパー３１内に収納されている。ホッパー３１はシェル砂容器２１の周囲を囲んでおり、シェル砂容器２１からあふれた砂を底部に設けた回収部３３で回収できるように設けられている。
The shell sand container 21 is installed on the base 25 via the swinging means 29 so that the shell sand container 21 is vibrated reliably by the vibration applying device 24. Here, as the swinging means 29, an air ride, a spring, rubber or the like can be used.
The base 25 and the shell sand container 21 are accommodated in a hopper 31. The hopper 31 surrounds the shell sand container 21 and is provided so that the sand overflowing from the shell sand container 21 can be collected by the collection unit 33 provided at the bottom.
なお、シェル砂容器２１内のシェル砂２２は常時満杯になっていることが好ましい。常時満杯にしておくことで、シェル鋳型の造型時には、金型１０をシェル砂２２内に押し付けるときに、金型１０を常に同じ距離だけ下降させれば、常に一定の高さのシェル鋳型が造型できるためである。
シェル砂２２をシェル砂容器２１内で常に満杯にしておくために、シェル砂補充手段３６が設けられている。シェル砂補充手段３６は、内部に補充用のシェル砂が充填された本体３６ａと、下端部が漏斗状に形成された補充部３６ｂとを有している。シェル砂補充手段３６は、その補充部３６ｂの先端からはシェル砂が安息角となってこれ以上流出しない位置に停止しており、シェル鋳型を１つ造型するごとに、シェル砂容器２１のシェル砂２２の上面を平行移動してシェル砂容器２１にシェル砂を補充する。
シェル砂２２は常に満杯になっているので、金型１０をシェル砂に押しつけると、シェル砂容器２１からシェル砂がオーバーフローしてホッパー３１に流れ落ち、回収部３３で回収される。
In addition, it is preferable that the shell sand 22 in the shell sand container 21 is always full. By always filling the shell mold, when the mold 10 is pressed into the shell sand 22, when the mold 10 is always lowered by the same distance, the shell mold having a constant height is formed. This is because it can.
In order to keep the shell sand 22 full in the shell sand container 21, shell sand replenishing means 36 is provided. The shell sand replenishing means 36 has a main body 36a filled with replenishing shell sand, and a replenishing portion 36b having a lower end formed in a funnel shape. The shell sand replenishing means 36 is stopped at a position where the shell sand becomes an angle of repose from the tip of the replenishing portion 36b and does not flow any more, and each time one shell mold is formed, the shell sand container 21 has a shell. The shell sand container 21 is replenished with shell sand by translating the upper surface of the sand 22.
Since the shell sand 22 is always full, when the mold 10 is pressed against the shell sand, the shell sand overflows from the shell sand container 21 and flows down to the hopper 31 and is collected by the collection unit 33.
金型１０は、成形面１１が下方を向いて位置するようにシェル砂容器２１の上方に配置されている。金型１０の背面（成形面の反対面：上面）には成形面側に向けて凹んだ凹部１９が形成されている。
そして、金型１０上部（背面側）は、金型１０の凹部１９と連続して、外部空間とは閉鎖しているチャンバー１４が形成されている。
チャンバー１４は、金型１０の上部で鉛直方向に立ち上がってチャンバー１４の周囲を囲んでいるフレーム２７と、フレーム２７の上端面を覆う天井板５０とによって周囲を覆われて構成される。チャンバー１４は、底面が金型１０、側面がフレーム２７、上面が天井板５０によって覆われており、フレーム２７、天井板５０によって請求の範囲でいうチャンバー構成部が構成される。
金型１０は、フレーム２７の内方に突出したフランジ１３にボルト等によって固定されている。このような金型１０の材料としては、熱伝導性の高いアルミ等を採用することができる。また、アルミは他の金属と比較して軽いので、凹部１９を形成することでさらに軽量化を図ることができ、取り扱いが容易となる。
The mold 10 is arranged above the shell sand container 21 so that the molding surface 11 faces downward. A concave portion 19 that is recessed toward the molding surface side is formed on the rear surface (opposite surface of the molding surface: upper surface) of the mold 10.
A chamber 14 that is continuous with the concave portion 19 of the mold 10 and is closed from the external space is formed on the upper part (back side) of the mold 10.
The chamber 14 is configured such that the periphery thereof is covered by a frame 27 that stands in the vertical direction above the mold 10 and surrounds the periphery of the chamber 14, and a ceiling plate 50 that covers the upper end surface of the frame 27. The chamber 14 has a bottom surface covered with a mold 10, a side surface covered with a frame 27, and an upper surface covered with a ceiling plate 50, and the frame 27 and the ceiling plate 50 constitute a chamber constituting section as claimed.
The mold 10 is fixed to the flange 13 protruding inward of the frame 27 with bolts or the like. As a material of such a mold 10, aluminum having high thermal conductivity can be adopted. Moreover, since aluminum is lighter than other metals, the weight can be further reduced by forming the recess 19 and the handling becomes easy.
チャンバー１４内には、加熱装置の一例としてのヒータ３０が配置されている。ヒータ３０は電気ヒータ等を採用することができ、チャンバー１４内の空気を加熱することができる。 A heater 30 as an example of a heating device is disposed in the chamber 14. The heater 30 can employ an electric heater or the like, and can heat the air in the chamber 14.
なお、加熱装置３０としては、ヒータだけでなく、過熱蒸気発生器（図示せず）や、加熱空気発生器（図示せず）を採用することができる。
なお、過熱蒸気は、ボイラーによって発生させた飽和蒸気をさらにヒータ等で加熱することによって得られる。
In addition, as the heating apparatus 30, not only a heater but a superheated steam generator (not shown) and a heated air generator (not shown) can be employed.
The superheated steam can be obtained by further heating the saturated steam generated by the boiler with a heater or the like.
本実施形態における、金型１０を加熱する加熱装置として、バーナーを用いると本実施形態のように閉鎖空間で用いることができず、しかしオープンスペースにしてしまうと熱が大気放出されてしまいエネルギーのロスになってしまう。また、バーナーの先端温度は非常に高くなるので、金型１０をアルミで形成すると金型１０が溶けてしまうという課題もある。このような事情により、加熱装置としてバーナーを用いることは好ましくない。 If a burner is used as a heating device for heating the mold 10 in the present embodiment, it cannot be used in a closed space as in the present embodiment. It will be a loss. In addition, since the tip temperature of the burner becomes very high, there is a problem that when the mold 10 is made of aluminum, the mold 10 is melted. Under such circumstances, it is not preferable to use a burner as a heating device.
なお、金型１０の背面にチャンバーを構成しない状態にする方法もある。これによればヒータを金型内に埋め込んで金型を加熱する必要がある。しかし、この構成によれば、ヒータのレイアウトによって金型１０の温度分布が大きく異なってしまう。したがって、温度分布の良好な金型１０という点ではヒータ埋め込み式の金型はあまり好ましくない。 There is also a method in which no chamber is formed on the back surface of the mold 10. According to this, it is necessary to embed a heater in the mold and heat the mold. However, according to this configuration, the temperature distribution of the mold 10 varies greatly depending on the layout of the heater. Therefore, in terms of the mold 10 having a good temperature distribution, the heater embedded mold is not so preferable.
チャンバー１４内部には、造型されたシェル鋳型４０を金型１０から取り外すための押し出しピン７８が配置されている。押し出しピン７８はチャンバー１４内に配置されているので、金型１０と同様に加熱されている。
押し出しピン７８は、その上端部が天井板５０を貫通している。天井板５０を貫通した押し出しピン７８の上端部は押し出しプレート５６に固定されている。押し出しピン７８の下端部は、フレーム２７のフランジ１３に形成された貫通孔７９から突出入可能に配置されている。通常時は、押し出しピン７８の下端部はフランジ１３の下面と同一平面上に位置している。
押し出しプレート５６は、天井板５０の上方において、スプリング等の付勢手段５９によって、天井板５０に対して常に上方に付勢されるように設けられている。
An extrusion pin 78 for removing the molded shell mold 40 from the mold 10 is disposed inside the chamber 14. Since the push pin 78 is disposed in the chamber 14, it is heated in the same manner as the mold 10.
The push pin 78 has an upper end passing through the ceiling plate 50. An upper end portion of the push pin 78 penetrating the ceiling plate 50 is fixed to the push plate 56. A lower end portion of the push pin 78 is disposed so as to protrude from a through hole 79 formed in the flange 13 of the frame 27. Under normal conditions, the lower end portion of the push pin 78 is located on the same plane as the lower surface of the flange 13.
The extrusion plate 56 is provided above the ceiling plate 50 so as to be always urged upward with respect to the ceiling plate 50 by urging means 59 such as a spring.
押し出しプレート５６の上方には、押し出しピン７８を動作させるための押し出し用シリンダー５８が設けられている。押し出し用シリンダー５８は、押し出しプレート５６の上方において、天井板５０に固定されたシリンダー固定部６０に取り付けられ、ロッド５８ａが押し出しプレート５６に固定されている。
押し出し用シリンダー５８が動作すると、ロッド５８ａが押し出しプレート５６を付勢手段５９の付勢力に抗して押し下げる。すると、押し出しプレート５６に固定されている押し出しピン７８は下降して貫通孔７９からその先端部が突出する。貫通孔７９から突出した押し出しピン７８は、造型されたシェル鋳型４０を押圧して金型１０から取り外す。
An extrusion cylinder 58 for operating the extrusion pin 78 is provided above the extrusion plate 56. The cylinder 58 for extrusion is attached to the cylinder fixing part 60 fixed to the ceiling board 50 above the extrusion plate 56, and the rod 58 a is fixed to the extrusion plate 56.
When the pushing cylinder 58 is operated, the rod 58a pushes down the pushing plate 56 against the urging force of the urging means 59. Then, the push pin 78 fixed to the push plate 56 descends and the tip portion protrudes from the through hole 79. The extrusion pin 78 protruding from the through hole 79 presses the molded shell mold 40 and removes it from the mold 10.
なお、上述した形態では、チャンバー１４内の加熱をヒータ３０によって行っているので、押し出しピン７８が貫通している箇所の天井板５０やフランジ１３との間からのチャンバー１４の加熱空気の流出はあまり検討しなくても良い。
ただし、チャンバー１４内に過熱蒸気や加熱空気を吹き込む場合には、チャンバー１４内の圧力が高まるので、これら過熱蒸気や加熱空気が、押し出しピン７８が貫通している箇所の天井板５０やフランジ１３との間から噴出しないようにシールを施す必要がある。また、かかる場合は押し出しピン７８の周囲をフレーム２７または金型１０を構成する部材で一体的に覆うことで、押し出しピン７８がチャンバー１４内で露出しないようにするとよい。
In the above-described embodiment, the heating in the chamber 14 is performed by the heater 30, so that the heated air in the chamber 14 flows out from the space between the ceiling plate 50 and the flange 13 where the extrusion pin 78 penetrates. You don't have to consider too much.
However, when superheated steam or heated air is blown into the chamber 14, the pressure in the chamber 14 is increased, so that the superheated steam or heated air passes through the ceiling plate 50 or the flange 13 where the extrusion pin 78 penetrates. It is necessary to seal so that it does not erupt from between. In such a case, it is preferable to cover the periphery of the push pin 78 with a member constituting the frame 27 or the die 10 so that the push pin 78 is not exposed in the chamber 14.
金型１０を固定しているフレーム２７は、保持手段２６によって保持され、保持手段２６を介して上下動装置２８に連結されている。
この上下動装置２８は、エアシリンダーや油圧シリンダー等を用いることができる。
The frame 27 fixing the mold 10 is held by holding means 26 and is connected to the vertical movement device 28 via the holding means 26.
As the vertical movement device 28, an air cylinder, a hydraulic cylinder, or the like can be used.
また、金型１０をシェル砂容器２１から上昇させた後であっても、金型１０によって硬化されたシェル砂の外周面付近の完全に硬化していない軟化層４０ｂ（図４参照）が存在している。この軟化層４０ｂを、外部から加熱して硬化するための焼成装置３５が設けられている。ただし、軟化層４０ｂが不要であれば、焼成装置３５を設けずに、後述するような方法で軟化層４０ｂを落下させてもよい。
焼成装置３５としては、過熱蒸気を噴出する噴射ノズル、加熱空気を噴出する噴射ノズル、あるいはバーナー等を用いることができる。
焼成装置３５の配置位置は、金型１０の側方に限られることはなく、シェル砂容器２１から上昇してきた金型１０とシェル鋳型の下方から過熱蒸気または加熱空気を噴出させるか、バーナーで炎を噴射させてもよい。この場合は、焼成装置３５は、予め金型１０の上下動の邪魔にならない位置に配置させておき、金型１０とシェル鋳型がシェル砂容器２１から上昇したのちにシェル鋳型の下方に移動するように設けるとよい。
Further, even after the mold 10 is lifted from the shell sand container 21, there is a softened layer 40 b (see FIG. 4) that is not completely cured in the vicinity of the outer peripheral surface of the shell sand cured by the mold 10. is doing. A firing device 35 is provided for heating and softening the softened layer 40b from the outside. However, if the softening layer 40b is unnecessary, the softening layer 40b may be dropped by a method described later without providing the firing device 35.
As the baking apparatus 35, an injection nozzle that ejects superheated steam, an injection nozzle that ejects heated air, a burner, or the like can be used.
The arrangement position of the firing device 35 is not limited to the side of the mold 10, and superheated steam or heated air is ejected from below the mold 10 and the shell mold rising from the shell sand container 21, or by a burner. A flame may be injected. In this case, the firing device 35 is disposed in advance at a position that does not interfere with the vertical movement of the mold 10, and after the mold 10 and the shell mold rise from the shell sand container 21, the firing apparatus 35 moves below the shell mold. It is good to provide.
なお、軟化層４０ｂが不要である場合には、硬化させずに、振動で振るい落としたり、あるいは冷却手段で冷却して落下させてもよい。
振動で軟化層４０ｂを振るい落とす場合、保持手段２６またはチャンバー構成部に振動付加装置（図示せず）を設け、振動付加装置が駆動することによって金型１０に振動を付加する。
軟化層４０ｂを冷却させて落下させる場合には、例えば、送風ファン等を冷却手段として用いることができる（図示せず）。軟化層４０ｂを冷却することによって、軟化層４０ｂは元のサラサラした状態に戻るので、硬化層４０ａとの結合が切れて落下する。
さらには、振動付加手段および冷却手段の双方を具備し、双方を同時に駆動させて軟化層４０ｂを落下させてもよい。
なお、振るい落として落下した軟化層４０ｂは常温に戻ると元のサラサラとした砂状に戻る。冷却して落下した軟化層４０ｂは、すでにサラサラとした砂状に戻っている。そこで、落下して砂に戻った軟化層４０ｂは、シェル砂容器２１に再度導入されて再利用することができる。
In addition, when the softening layer 40b is unnecessary, it may be shaken off by vibration or cooled by a cooling means without being cured.
When the softened layer 40b is shaken off by vibration, a vibration applying device (not shown) is provided in the holding means 26 or the chamber component, and the vibration applying device is driven to apply vibration to the mold 10.
When the softened layer 40b is cooled and dropped, for example, a blower fan or the like can be used as a cooling means (not shown). By cooling the softened layer 40b, the softened layer 40b returns to the original smooth state, so that the bond with the hardened layer 40a is broken and falls.
Further, both the vibration applying means and the cooling means may be provided, and both may be driven simultaneously to drop the softened layer 40b.
The softened layer 40b dropped as a shaker returns to the original smooth sand when returned to normal temperature. The softened layer 40b that has cooled and dropped has already returned to a smooth sandy shape. Therefore, the softened layer 40b that has fallen and returned to the sand can be reintroduced into the shell sand container 21 and reused.
上下動装置２８は、制御装置３２によってその動作を制御される。制御装置３２は、予め設定された動作プログラムを記憶する半導体メモリ等の記憶装置と、記憶装置に記憶されている動作プログラムを実行し、他機器からの温度等の検出信号および動作プログラムに基づいて上下動装置２８へ動作信号を出力させるＣＰＵとを備えている。 The operation of the vertical movement device 28 is controlled by the control device 32. The control device 32 executes a storage device such as a semiconductor memory for storing a preset operation program and an operation program stored in the storage device, and based on a detection signal such as temperature from another device and the operation program. And a CPU for outputting an operation signal to the vertical movement device 28.
以下、制御装置３２の制御内容について説明する。本実施形態における制御装置３２の制御内容としては大きく分けて４つの制御がある。金型１０の上下動動作、押し出しピン７８による金型からのシェル鋳型の取り外し動作、加熱装置３０の温度制御、シェル砂２２の補充動作、振動付加装置２４の振動付加のタイミング制御である。
まず、金型１０の上下動動作、シェル鋳型の取り外しおよび振動の制御について説明する。
制御装置３２は、作業者からの指示信号に基づくか、または金型１０に設けられている温度センサ（図示せず）からの温度信号が予め設定された所定温度に到達したときに、上下動装置２８が金型を下降させるように駆動するように、上下動装置２８へ動作信号を出力する。制御装置３２は、金型１０がシェル砂容器２１内に下降するまでは、振動付加装置２４を駆動させてシェル砂２２に振動を付加するように制御する。
上下動装置２８が、予め設定した距離だけ金型１０を下降させ、金型１０の成形面がシェル砂２２内に埋没すると、上下動装置２８はそのままの位置で停止する。
このとき、制御装置３２は、振動付加装置２４の振動を停止させるように制御する。
そして、制御装置３２は予め設定した所定時間をカウントし、所定時間経過したときに金型１０をシェル砂２２から抜き出して上昇させるように、上下動装置２８へ動作信号を出力する。
Hereinafter, the control contents of the control device 32 will be described. The control contents of the control device 32 in this embodiment are roughly divided into four controls. The vertical movement operation of the mold 10, the removal operation of the shell mold from the mold by the push pin 78, the temperature control of the heating device 30, the replenishment operation of the shell sand 22, and the vibration control timing of the vibration application device 24.
First, the vertical movement operation of the mold 10, the removal of the shell mold and the vibration control will be described.
The control device 32 moves up and down based on an instruction signal from an operator or when a temperature signal from a temperature sensor (not shown) provided in the mold 10 reaches a predetermined temperature. An operation signal is output to the vertical movement device 28 so that the device 28 is driven to lower the mold. The control device 32 controls the vibration applying device 24 to be driven to apply vibration to the shell sand 22 until the mold 10 is lowered into the shell sand container 21.
When the vertical movement device 28 lowers the mold 10 by a preset distance and the molding surface of the mold 10 is buried in the shell sand 22, the vertical movement device 28 stops at the position as it is.
At this time, the control device 32 controls to stop the vibration of the vibration applying device 24.
Then, the control device 32 counts a predetermined time set in advance, and outputs an operation signal to the vertical movement device 28 so that the mold 10 is extracted from the shell sand 22 and raised when the predetermined time has elapsed.
加熱されている金型１０の成形面が、所定時間シェル砂２２内に押し込められると、金型１０の成形面の周囲に存在するシェル砂が加熱され、金型１０の成型面の形状に合わせてシェル砂が硬化する。ただし、この時点では金型に近い部分は完全に硬化して硬化層４０ａとして形成されているが、硬化層４０ａの周囲はまだ完全に硬化しておらず樹脂が溶けてどろどろした状態の軟化層４０ｂとして形成されている。
そして、上下動装置２８が金型１０を上昇させると、金型１０の温度により軟化層４０ｂも徐々に硬化して金型１０の成形面の形状に造型されたシェル鋳型が造型される。このとき、制御装置３２は、焼成装置３５を制御して外部からもシェル鋳型を加熱し、外側からも硬化を促す。なお、軟化層４０ｂに振動を加えること、または冷却させることで落下させることにより、硬化層４０ａのみでシェル鋳型の造型を完了させてもよい。
シェル鋳型の造型が完了すると、制御装置３２は、押し出し用シリンダー５８を動作させてフレーム２７から押し出しピン７８を突出させ、押し出しピン７８によって金型１０からシェル鋳型４０を取り外す。
When the molding surface of the mold 10 being heated is pushed into the shell sand 22 for a predetermined time, the shell sand existing around the molding surface of the mold 10 is heated to match the shape of the molding surface of the mold 10. The shell sand hardens. However, at this point, the portion close to the mold is completely cured and formed as a cured layer 40a, but the periphery of the cured layer 40a is not yet completely cured, and the softened layer in which the resin has melted and has become loose 40b is formed.
When the vertical movement device 28 raises the mold 10, the softened layer 40 b is gradually cured by the temperature of the mold 10, and a shell mold formed into the shape of the molding surface of the mold 10 is formed. At this time, the control device 32 controls the baking device 35 to heat the shell mold from the outside, and promotes curing from the outside. Note that molding of the shell mold may be completed with only the hardened layer 40a by dropping the softened layer 40b by applying vibration or cooling.
When the molding of the shell mold is completed, the control device 32 operates the pushing cylinder 58 to project the pushing pin 78 from the frame 27, and removes the shell mold 40 from the mold 10 by the pushing pin 78.
制御装置３２の温度制御は、金型１０の温度センサ（図示せず）に基づいて行われる。制御装置３２には、常時金型１０の温度が入力されており、常に一定温度となるように加熱装置３０を制御している。 The temperature control of the control device 32 is performed based on a temperature sensor (not shown) of the mold 10. The temperature of the mold 10 is always input to the control device 32, and the heating device 30 is controlled so that the temperature is always constant.
また、制御装置３２は、金型１０によるシェル鋳型造型が１回終了する毎にシェル砂補充動作を行う。具体的には、制御装置３２は、上下動装置２８によって金型１０がシェル砂容器２１から上昇した後に、シェル砂補充手段３６をシェル砂容器２１の上で移動させてシェル砂を補充するように制御する。 Further, the control device 32 performs a shell sand replenishment operation every time the shell mold making by the mold 10 is completed once. Specifically, the control device 32 replenishes the shell sand by moving the shell sand replenishing means 36 on the shell sand container 21 after the mold 10 is lifted from the shell sand container 21 by the vertical movement device 28. To control.
続いて、図２〜図６に、本実施形態における造型工程を示す。なお、図２〜図６においては、金型１０のシェル砂容器２１に対する動作を説明するために、金型１０とシェル砂容器２１（内部のシェル砂２２を含む）以外の構成は省略して図示している。ただし、金型１０を固定しているフレーム２７のフランジ１３については図示している。
まず、図２の時点では、金型１０背面のチャンバー１４内でヒータ３０により、チャンバー１４内の空気を加熱する。チャンバー１４内の温度は２５０〜３００℃程度に設定しておく。
なお、金型１０がシェル砂容器２１内に下降するまでに、振動付加装置２４が駆動してシェル砂容器２１内のシェル砂２２に振動を付加する。
Then, the molding process in this embodiment is shown in FIGS. 2 to 6, in order to explain the operation of the mold 10 with respect to the shell sand container 21, the configuration other than the mold 10 and the shell sand container 21 (including the internal shell sand 22) is omitted. It is shown. However, the flange 13 of the frame 27 to which the mold 10 is fixed is illustrated.
First, at the time of FIG. 2, the air in the chamber 14 is heated by the heater 30 in the chamber 14 on the back surface of the mold 10. The temperature in the chamber 14 is set to about 250 to 300 ° C.
The vibration applying device 24 is driven to apply vibration to the shell sand 22 in the shell sand container 21 until the mold 10 is lowered into the shell sand container 21.
図３に示すように、金型温度が２５０℃〜３００℃程度にまで加熱された時点で、上下動装置２８は制御装置３２の制御によって金型１０を下降させる。そして、金型１０の成形面の上端面までがシェル砂２２内に埋まった時点で上下動動作が停止する。また、振動付加装置２４の振動も停止する。
このとき、加熱装置３０は、金型１０の温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出温度に基づいて、チャンバー１４内が一定温度となるように加熱し続ける。
As shown in FIG. 3, when the mold temperature is heated to about 250 ° C. to 300 ° C., the vertical movement device 28 lowers the mold 10 under the control of the control device 32. Then, when the upper end surface of the molding surface of the mold 10 is buried in the shell sand 22, the vertical movement operation is stopped. Further, the vibration of the vibration applying device 24 is also stopped.
At this time, the heating device 30 continues to heat the inside of the chamber 14 at a constant temperature based on the temperature detected by a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the mold 10.
図４に示すように、金型１０の成形面の周囲に存在するシェル砂が加熱され、金型１０の成型面の形状に合わせてシェル砂が硬化する。このとき、金型１０の近傍のみが硬化層４０ａとして硬化し、その周囲は樹脂が溶解したままで硬化していない状態の軟化層４０ｂとして形成されている。そして、予め設定された所定時間が経過すると、上下動装置２８が制御装置３２の制御によって金型１０を上昇させる。 As shown in FIG. 4, the shell sand existing around the molding surface of the mold 10 is heated, and the shell sand is cured in accordance with the shape of the molding surface of the mold 10. At this time, only the vicinity of the mold 10 is cured as the cured layer 40a, and the periphery thereof is formed as the softened layer 40b in a state where the resin is dissolved but not cured. Then, when a predetermined time set in advance elapses, the vertical movement device 28 raises the mold 10 under the control of the control device 32.
そして、図５に示すように、金型１０を上昇させると、金型１０の成形面の形状に造型された硬化層４０ａと軟化層４０ｂを有するシェル鋳型４０が、金型１０と共に上昇する。なお、上昇中の軟化層４０ｂの外表面には、紛状のシェル砂が付着していることもあるが、上昇中または上昇後にシェル砂容器２１内に落下する。この落下するシェル砂は、軟化層４０ｂのことではなく、樹脂が溶解しておらずサラサラの状態のシェル砂のことである。このシェル砂を落下させるために、チャンバー構成部または保持手段２６には振動付加装置（図示せず）を設けてもよい。振動付加装置が、チャンバー構成部または保持手段２６を振動させると金型１０が振動し、軟化層４０ｂに付着している不要なシェル砂を容易に落下させることができる。ここでいう振動付加装置は、上述した軟化層４０ｂを落下させるための振動付加装置と共用できるものであってもよい。 Then, as shown in FIG. 5, when the mold 10 is raised, the shell mold 40 having the hardened layer 40 a and the softened layer 40 b formed in the shape of the molding surface of the mold 10 rises together with the mold 10. In addition, although the powdery shell sand may adhere to the outer surface of the softening layer 40b which is rising, it falls into the shell sand container 21 during or after the rising. The falling shell sand is not the softened layer 40b but the shell sand in which the resin is not dissolved and is in a smooth state. In order to drop the shell sand, the chamber component or holding means 26 may be provided with a vibration applying device (not shown). When the vibration applying device vibrates the chamber component or the holding means 26, the mold 10 vibrates, and unnecessary shell sand attached to the softened layer 40b can be easily dropped. The vibration applying device here may be one that can be shared with the vibration applying device for dropping the softened layer 40b described above.
なお、金型１０は加熱され続けているので、シェル砂容器２１から上昇しても金型１０からの熱で軟化層４０ｂも徐々に硬化していく。しかし、本実施形態では、この軟化層４０ｂに対しては焼成装置３５によって外側からも加熱して焼成を行い、硬化の促進を図っている。 In addition, since the metal mold | die 10 continues being heated, even if it raises from the shell sand container 21, the softening layer 40b will also harden gradually with the heat | fever from the metal mold | die 10. FIG. However, in the present embodiment, the softening layer 40b is heated and fired from the outside by the firing device 35 to promote curing.
そして、図６に示すように、上昇した金型１０から、上述した押し出しピン７８が造型されたシェル鋳型４０を押し出して取り外し、シェル鋳型４０の造型が完了する。 Then, as shown in FIG. 6, the shell mold 40 formed with the above-described extrusion pin 78 is pushed out and removed from the raised mold 10, and the molding of the shell mold 40 is completed.
（第２の実施形態）
次に、造型装置および造型方法の他の実施形態について説明する。
本実施形態は、シェル鋳型の底面（金型の成形面で形成されるキャビティと対向する側の面）同士を接合させた接着シェル鋳型を成形する方法および装置である。
まず、シェル鋳型の底面同士を接合させて接着シェル鋳型を成形する意義について説明する。
(Second Embodiment)
Next, another embodiment of the molding apparatus and molding method will be described.
The present embodiment is a method and apparatus for molding an adhesive shell mold in which the bottom surfaces of the shell mold (the surface facing the cavity formed by the molding surface of the mold) are joined together.
First, the significance of forming an adhesive shell mold by bonding the bottom surfaces of the shell mold to each other will be described.
図７には、シェル鋳型を用いた一般的な鋳造方法の概略を示す。
図７に示すように、鋳造時には、シェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂの２つを組み合わせて形成されるシェル鋳型４４のキャビティ４２内に、溶湯を注湯し、鋳物を鋳造する。
ここでは、同じ形状の鋳物を同時に複数鋳造する場合には、乾燥砂内にシェル鋳型Ａ，Ｂ２つを組み合わせたシェル鋳型４４を複数配置し、１つの湯口から注湯された溶湯が途中で分岐され、複数の鋳型に同時に行き渡るような例を表している（ただし、湯口および湯道は省略して図示している）。
FIG. 7 shows an outline of a general casting method using a shell mold.
As shown in FIG. 7, at the time of casting, molten metal is poured into a cavity 42 of a shell mold 44 formed by combining two of the shell mold A and the shell mold B to cast a casting.
Here, when casting a plurality of castings of the same shape at the same time, a plurality of shell molds 44 combining two shell molds A and B are arranged in the dry sand, and the molten metal poured from one gate is branched in the middle. In this example, a plurality of molds are spread at the same time (however, the gates and runways are omitted).
しかし、組み合わされたシェル鋳型４４同士の距離が離れていれば、溶湯が流れる湯道の距離も長くなる。また、シェル鋳型４４間に配置される乾燥砂の量も多量となってしまう。 However, if the distance between the combined shell molds 44 is increased, the distance of the runner through which the molten metal flows is also increased. Also, the amount of dry sand disposed between the shell molds 44 becomes large.
そこで、図８に示すように、複数のシェル鋳型４４を接合して一体化することにより、湯道を短くでき、また乾燥砂の使用量も低減させることができる。湯道は、鋳造が終了した後に鋳物の原料を溶解している溶解炉に再投入して再度鋳物原料として用いているので、材料としては無駄ではない。しかしながら、溶解させるためのエネルギーは必要であるから、鋳造後にできる湯道が小さい方が省エネルギー的に好ましい。したがって、複数のシェル鋳型４４を接合して一体化することは、乾燥砂の使用量低減や金属溶解時のエネルギーを節約でき、今後の鋳造業界において非常に重要な技術となりうる。 Therefore, as shown in FIG. 8, by joining and integrating a plurality of shell molds 44, the runner can be shortened and the amount of dry sand used can be reduced. Since the runner is re-introduced into the melting furnace in which the casting raw material is melted after casting is finished, it is used again as a casting raw material. However, since energy for melting is necessary, it is preferable in terms of energy saving that the runner formed after casting is small. Therefore, joining and integrating a plurality of shell molds 44 can reduce the amount of dry sand used and save energy during metal melting, and can be a very important technology in the future casting industry.
ところで、複数のシェル鋳型を接合するには、接着剤を使用したり、あるいは予め接合するシェル鋳型の外面に嵌合用の凹凸を形成しておくことが考えられる。ただ、接着剤を使用したり、また凹凸嵌合を形成するのは非常に手間がかかるため、これらの方法で複数のシェル鋳型を接合することは好ましくない。
そこで、図８に示すように、本実施形態のシェル鋳型の底面同士を接合させる方法を採用することで、非常に簡単に複数のシェル鋳型を接合できる。
By the way, in order to join a plurality of shell molds, it is conceivable to use an adhesive, or to form fitting irregularities on the outer surface of the shell mold to be joined in advance. However, it is very troublesome to use an adhesive or to form a concave-convex fitting, and it is not preferable to join a plurality of shell molds by these methods.
Therefore, as shown in FIG. 8, a plurality of shell molds can be joined very easily by adopting the method of joining the bottom surfaces of the shell molds of this embodiment.
図８で示したシェル鋳型の一体化について、シェル鋳型の何れを接合するか検討した図が図９である。
例えば３つのシェル鋳型４４を一列に接合する場合、先頭のシェル鋳型４４ａを構成する左側のシェル鋳型Ａは、単独で構成されるが、先頭のシェル鋳型４４ａの右側のシェル鋳型Ｂと、中央のシェル鋳型４４ｂの左側のシェル鋳型Ａの互いに対向する面同士を接合する。また、中央のシェル鋳型４４ｂの右側のシェル鋳型Ｂと、最後尾のシェル鋳型４４ｃの左側のシェル鋳型Ａの互いに対向する面同士を接合する。最後尾のシェル鋳型４４ｃの右側のシェル鋳型Ｂは単独で構成される。
FIG. 9 is a diagram in which which shell mold is to be joined in the integration of the shell mold shown in FIG.
For example, when three shell molds 44 are joined in a row, the left shell mold A constituting the top shell mold 44a is constituted by itself, but the right side shell mold B of the top shell mold 44a and the center The mutually opposing surfaces of the shell mold A on the left side of the shell mold 44b are joined. Further, the mutually opposing surfaces of the shell mold B on the right side of the center shell mold 44b and the shell mold A on the left side of the rearmost shell mold 44c are joined together. The shell mold B on the right side of the rearmost shell mold 44c is constituted by itself.
図９で示したように、例えばシェル鋳型４４を３つ接合させて構成する場合には、シェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂとを接合させたものを２つ、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ１つずつ造型すればよい。以下、シェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂとを互いの底面同士で接合させた鋳型を接着シェル鋳型Ｕと称する。
このようにシェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂを接合した接着シェル鋳型Ｕを製造しておけば、それぞれ単独でシェル鋳型Ａ、シェル鋳型Ｂを製造して図７のような構成で鋳造を行うよりも鋳造時に精度良くシェル鋳型を組み立てることができ、且つ組み立て工数も減らすことができる。
As shown in FIG. 9, for example, when three shell molds 44 are joined, two shell molds A and B are joined, and shell mold A and shell mold B are respectively connected. You only need to mold one by one. Hereinafter, a mold in which the shell mold A and the shell mold B are joined to each other at the bottom is referred to as an adhesive shell mold U.
If the bonded shell mold U in which the shell mold A and the shell mold B are joined in this way is manufactured, the shell mold A and the shell mold B are manufactured independently, and casting is performed with the configuration shown in FIG. The shell mold can be assembled with high accuracy during casting, and the number of assembly steps can be reduced.
なお、同じ形状の鋳物を同時に複数鋳造する場合として、複数の鋳型が連続して接合され、湯口に最も近いキャビティに注湯されてこのキャビティからオーバーフローした溶湯が次のキャビティに注湯される構成、いわゆるＨプロセスに本実施形態のシェル鋳型同士を接合させた接着シェル鋳型を応用してもよい。 In addition, when casting a plurality of castings of the same shape at the same time, a configuration in which a plurality of molds are continuously joined and poured into a cavity closest to the pouring gate and the molten metal overflowing from this cavity is poured into the next cavity. Alternatively, an adhesive shell mold obtained by joining the shell molds of the present embodiment to the so-called H process may be applied.
図１０には、本実施形態のシェル鋳型の造型装置を示す。
なお、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。また、シェル砂容器２１の基台２５やホッパー３１等のシェル砂容器２１の周辺構成については省略して図示している。
本実施形態では、１つのシェル砂容器内に、互いに底面同士を接合できるシェル鋳型を造型する２つの金型が押し込められ、この２つの金型で造型されるシェル鋳型の底面同士を接合する。この２つの金型は、それぞれキャビティ同士を組み合わせることで１つの鋳物を製造する場合に必要な接着シェル鋳型を構成するものである。
ただし、接着シェル鋳型を構成する他の例として、２つの金型のそれぞれにシェル砂容器２１を設けてもよい。
FIG. 10 shows a shell mold making apparatus of the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as embodiment mentioned above, and description may be abbreviate | omitted. Further, the peripheral configuration of the shell sand container 21 such as the base 25 of the shell sand container 21 and the hopper 31 is not shown.
In this embodiment, two molds for forming a shell mold capable of bonding the bottom surfaces to each other are pushed into one shell sand container, and the bottom surfaces of the shell molds formed by the two molds are bonded to each other. These two molds constitute an adhesive shell mold necessary for manufacturing one casting by combining cavities with each other.
However, as another example of constituting the adhesive shell mold, the shell sand container 21 may be provided in each of the two molds.
図９のシェル鋳型Ａ用の金型５０は、チャンバー構成部のフレーム２７により、成形面５１が下方側に位置するように固定されている。チャンバー構成部の具体的構成は上述した実施形態と同一の構成を用いることができる。
また、図９のシェル鋳型Ｂ用の金型５２も、チャンバー構成部のフレーム２７により、成形面５４が下方側に位置するように固定されている。チャンバー構成部の具体的構成は上述した実施形態と同一の構成を用いることができる。
The mold 50 for the shell mold A in FIG. 9 is fixed by the frame 27 of the chamber constituting portion so that the molding surface 51 is positioned on the lower side. The specific configuration of the chamber component can be the same as that of the above-described embodiment.
Further, the mold 52 for the shell mold B in FIG. 9 is also fixed by the frame 27 of the chamber constituting portion so that the molding surface 54 is positioned on the lower side. The specific configuration of the chamber component can be the same as that of the above-described embodiment.
金型５０、５２を含めて各チャンバー構成部は、それぞれ鉛直面内での回動、水平方向への移動、上下方向への移動が自在に行えるように、それぞれ多関節型のロボットアーム７０に取り付けられている。
ロボットアーム７０の先端は、モータ等の回動手段７１が設けられており、回動手段７１の回動軸がチャンバー構成部に連結されている。回動手段７１の回動によって各チャンバー構成部は、金型５０，５２の周囲に形成されたシェル鋳型の底面を互いに向かいあわせることができる。
Each chamber component including the molds 50 and 52 is provided with an articulated robot arm 70 so that it can freely rotate in the vertical plane, move in the horizontal direction, and move in the vertical direction. It is attached.
The tip of the robot arm 70 is provided with a rotating means 71 such as a motor, and the rotating shaft of the rotating means 71 is connected to the chamber component. By rotation of the rotation means 71, the chamber constituent parts can face the bottom surfaces of the shell molds formed around the molds 50 and 52 to face each other.
また、ロボットアーム７０の回動手段７１よりも後端側には、回動手段７１の回動軸と直交する方向に回動軸が形成された回動手段７２が設けられている。また回動手段７２よりも後端側には、先端の回動手段７１と同一方向に回動軸が向いている回動手段７４が設けられている。
回動手段７２の回動によって各チャンバー構成部は、各金型５０，５２を図１０の紙面奥側と手前側との間で移動させることができる。このため、シェル鋳型の底面同士を少しずらして接合することも可能となる。
また、回動手段７４と、先端の回動手段７１の回動動作によって、各チャンバー構成部は、金型５０，５２を上下方向および水平方向に移動させることができる。
Further, on the rear end side of the rotation means 71 of the robot arm 70, a rotation means 72 having a rotation axis formed in a direction orthogonal to the rotation axis of the rotation means 71 is provided. Further, on the rear end side of the rotation means 72, a rotation means 74 having a rotation axis facing in the same direction as the rotation means 71 at the front end is provided.
Each chamber component can move the molds 50 and 52 between the back side and the near side in FIG. For this reason, the bottom surfaces of the shell molds can be joined with a slight shift.
Further, by the turning operation of the turning means 74 and the turning means 71 at the front end, each chamber component can move the molds 50 and 52 in the vertical direction and the horizontal direction.
ロボットアーム７０の後端部は省略して図示しているが、所定の方向に回動軸が向いている回動手段（図示せず）に取り付けられており、ロボットアーム７０の各回動手段の回動動作によって、金型５０，５２を上下動させることができる。
なお、各回動手段７１，７２，７４としては、モータやシリンダーによる回転機構等が挙げられる。
このように、本実施形態においては、特許請求の範囲でいう回動手段、接離動手段、上下動装置は、ロボットアーム７０が該当することとなる。ロボットアームの制御については図示しない制御装置によって実行される。制御装置は、金型５０，５２の上下動および接合動作、押し出しピン７８による金型からのシェル鋳型の取り外し動作、加熱装置３０の温度制御、シェル砂２２の補充動作、振動付加装置２４の振動付加のタイミング制御等の制御動査を実行する。接合動作以外の動作は、上述した第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
Although the rear end portion of the robot arm 70 is omitted, the robot arm 70 is attached to a rotating means (not shown) whose rotating shaft is oriented in a predetermined direction. The molds 50 and 52 can be moved up and down by the turning operation.
In addition, as each rotation means 71, 72, 74, the rotation mechanism by a motor, a cylinder, etc. are mentioned.
Thus, in this embodiment, the robot arm 70 corresponds to the rotation means, the contact / separation movement means, and the vertical movement apparatus referred to in the claims. The robot arm is controlled by a control device (not shown). The control device includes the vertical movement and joining operation of the molds 50 and 52, the removal operation of the shell mold from the mold by the push pin 78, the temperature control of the heating device 30, the replenishment operation of the shell sand 22, and the vibration of the vibration adding device 24. Perform control investigations such as additional timing control. Since operations other than the joining operation are the same as those in the first embodiment described above, description thereof is omitted here.
なお、本実施形態ではチャンバー構成部の移動について多関節型のロボットアームを用いる例について説明した。このようにロボットアームを用いることで、金型でシェル鋳型を造型するときに便利なだけではなく、金型を金型設置場所に取りに行く動作、および金型を金型設置場所に置きに行く動作も容易に行うことができ、作業効率を高めることができる。
なお、本実施形態としては、ロボットアームによってチャンバー構成部を動作させることには限定せず、第１の実施形態で説明したように、シリンダーやモータ等を組み合わせた方式であってもよい。
In the present embodiment, an example in which an articulated robot arm is used for the movement of the chamber component has been described. By using the robot arm in this way, it is not only convenient when molding a shell mold with a mold, but also to move the mold to the mold installation location, and to place the mold at the mold installation location. The going operation can be easily performed, and the working efficiency can be improved.
In addition, as this embodiment, it is not limited to operating a chamber structure part by a robot arm, As described in 1st Embodiment, the system which combined the cylinder, the motor, etc. may be used.
図１１〜図１８に、本実施形態における接着シェル鋳型の成形工程について説明する。
なお、図１１〜図１８においては、金型５０，５２と、シェル砂容器２１（内部のシェル砂２２を含む）以外の構成は省略して図示している。ただし、金型５０，５２を固定しているフレーム２７のフランジ１３については図示している。
まず、図１１の時点では、金型５０，５２背面のチャンバー１４内でヒータ３０により、チャンバー１４内の空気を加熱する。チャンバー１４内の温度は２５０〜３００℃程度に設定しておく。
なお、金型５０，５２がシェル砂容器２１内に下降するまでに、振動付加装置２４が駆動してシェル砂容器２１内のシェル砂２２に振動を付加する。
FIGS. 11-18 demonstrates the formation process of the adhesion shell casting_mold | template in this embodiment.
In FIGS. 11 to 18, configurations other than the molds 50 and 52 and the shell sand container 21 (including the internal shell sand 22) are omitted. However, the flange 13 of the frame 27 to which the molds 50 and 52 are fixed is illustrated.
First, at the time of FIG. 11, the air in the chamber 14 is heated by the heater 30 in the chamber 14 on the back surface of the molds 50 and 52. The temperature in the chamber 14 is set to about 250 to 300 ° C.
Note that the vibration applying device 24 is driven to apply vibration to the shell sand 22 in the shell sand container 21 until the molds 50 and 52 are lowered into the shell sand container 21.
図１２に示すように、金型温度が２５０℃〜３００℃程度にまで加熱された時点で、ロボットアーム７０は金型５０，５２を下降させる。そして、金型５０，５２の成形面の上端面までがシェル砂２２内に埋まった時点で上下動動作が停止する。
このとき、加熱装置３０は、金型１０の温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出温度に基づいて、チャンバー１４内が一定温度となるように加熱をし続ける。
As shown in FIG. 12, when the mold temperature is heated to about 250 ° C. to 300 ° C., the robot arm 70 lowers the molds 50 and 52. Then, when the upper end surface of the molding surface of the mold 50, 52 is buried in the shell sand 22, the vertical movement operation is stopped.
At this time, the heating device 30 continues heating so that the inside of the chamber 14 becomes a constant temperature based on the temperature detected by a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the mold 10.
図１３に示すように、金型５０，５２の成形面の周囲に存在するシェル砂が加熱され、金型５０，５２の成型面の形状に合わせてシェル砂が硬化する。このとき、金型５０，５２の近傍のみが硬化層Ａａ、Ｂａとして硬化し、その周囲は樹脂が溶解したままで硬化していない状態の軟化層Ａｂ、Ｂｂとして形成されている。そして、予め設定された所定時間が経過すると、ロボットアーム７０が金型５０，５２を上昇させる。 As shown in FIG. 13, the shell sand existing around the molding surfaces of the molds 50 and 52 is heated, and the shell sand is hardened according to the shape of the molding surfaces of the molds 50 and 52. At this time, only the vicinity of the molds 50 and 52 is cured as the cured layers Aa and Ba, and the surroundings are formed as the softened layers Ab and Bb in a state where the resin is dissolved and not cured. When a predetermined time set in advance elapses, the robot arm 70 raises the molds 50 and 52.
そして、図１４に示すように、金型５０，５２を上昇させると、金型５０，５２の成形面の形状に造型された硬化層Ａａ，Ｂａと軟化層Ａｂ，Ｂｂを有するシェル鋳型Ａ，Ｂが、金型５０，５２と共に上昇する。なお、上昇中の軟化層Ａｂ，Ｂｂの外表面には、紛状のシェル砂が付着していることもあるが、上昇中または上昇後にシェル砂容器２１内に落下する。シェル砂を落下させるために、チャンバー構成部には振動付加装置（図示せず）を設けてもよい。振動付加装置が、チャンバー構成部を振動させると金型１０が振動し、軟化層Ａｂ，Ｂｂに付着している不要なシェル砂を容易に落下させることができる。 Then, as shown in FIG. 14, when the molds 50 and 52 are raised, the shell mold A having the hardened layers Aa and Ba and the softened layers Ab and Bb formed in the shape of the molding surface of the molds 50 and 52, B rises with the dies 50 and 52. In addition, although powdery shell sand may adhere to the outer surfaces of the softening layers Ab and Bb that are rising, they fall into the shell sand container 21 during or after the rising. In order to drop the shell sand, a vibration applying device (not shown) may be provided in the chamber component. When the vibration applying device vibrates the chamber component, the mold 10 vibrates, and unnecessary shell sand attached to the softened layers Ab and Bb can be easily dropped.
図１４の矢印に示すように、ロボットアーム７０の回動手段７１またはロボットアームの他の回動手段も連動して、各金型５０，５２に配置されている各シェル鋳型Ａ，Ｂを互いの底面を向い合わせるように回動させる。
こうして図１５に示すように、各シェル鋳型Ａ，Ｂの底面同士が向かい合うように位置する。なお、このとき各シェル鋳型Ａ，Ｂにはまだ、軟化層Ａｂ，Ｂｂが存在している。
As indicated by the arrows in FIG. 14, the shell molds A and B arranged in the molds 50 and 52 are connected to each other in conjunction with the rotating means 71 of the robot arm 70 or other rotating means of the robot arm. Rotate to face the bottom of
Thus, as shown in FIG. 15, the shell molds A and B are positioned so that the bottom surfaces thereof face each other. At this time, the softened layers Ab and Bb still exist in each of the shell molds A and B.
図１５の矢印方向に示すように、各シェル鋳型Ａ，Ｂの底面同士が向かい合ったのち、ロボットアーム７０が各チャンバー構成部を接近させる。
そして、図１６に示すように、それぞれのシェル鋳型Ａ，Ｂの軟化層Ａｂ，Ｂｂが密着されることにより、接着剤等を用いなくとも各軟化層Ａｂ，Ｂｂが金型５０，５２の熱で硬化されて２つのシェル鋳型Ａ，Ｂを良好に接合させることができる。
As shown in the direction of the arrow in FIG. 15, after the bottom surfaces of the shell molds A and B face each other, the robot arm 70 brings the chamber components close to each other.
Then, as shown in FIG. 16, the softening layers Ab and Bb of the shell molds A and B are brought into close contact with each other, so that the softening layers Ab and Bb can be heated by the molds 50 and 52 without using an adhesive or the like. And the two shell molds A and B can be bonded satisfactorily.
図１７では、接離動手段によって底面同士が接合された各シェル鋳型Ａ，Ｂの焼成を行っている。各シェル鋳型Ａ，Ｂはそれぞれの金型５０，５２からの熱によって軟化層Ａｂ、Ｂｂも徐々に硬化していく。しかし、互いに接合された軟化層Ａｂ，Ｂｂに対しては焼成装置３５によって外側からも加熱して焼成を行い、硬化の促進を図っている。 In FIG. 17, the shell molds A and B whose bottom surfaces are joined by the contact / separation moving means are fired. In each of the shell molds A and B, the softened layers Ab and Bb are gradually cured by heat from the respective molds 50 and 52. However, the softened layers Ab and Bb bonded to each other are heated and fired from the outside by the firing device 35 to promote curing.
そして、図１８に示すように、上昇した金型５０，５２から、上述した押し出しピン７８が造型されたシェル鋳型Ａ，Ｂを押し出して取り外し、シェル鋳型Ａ，Ｂの底面同士が接合された接着シェル鋳型Ｕの造型が完了する。 Then, as shown in FIG. 18, the shell molds A and B formed with the above-described extrusion pins 78 are pushed out and removed from the raised molds 50 and 52, and the bottom surfaces of the shell molds A and B are bonded to each other. The molding of the shell mold U is completed.
なお、図９に示したような例では、接着シェル鋳型Ｕだけを造型していても、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂを単体でも造型しておかなければ、鋳造はできない。
したがって、本実施形態の造型装置２０では、接着シェル鋳型Ｕではなく、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ単体で造型する場合には、図１９に示すように、金型５０，５２を上昇させた後に、各シェル鋳型Ａ，Ｂを接合しないような位置で焼成装置３５によって軟化層を焼成する。このため、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂを単体で造型することができる。
In the example shown in FIG. 9, even if only the adhesive shell mold U is molded, casting is not possible unless the shell mold A and the shell mold B are molded alone.
Therefore, in the molding apparatus 20 of the present embodiment, when the shell mold A and the shell mold B are each molded alone instead of the adhesive shell mold U, the molds 50 and 52 are raised as shown in FIG. After that, the softened layer is fired by the firing device 35 at a position where the shell molds A and B are not joined. For this reason, the shell mold A and the shell mold B can be formed alone.
なお、図９に示した例では、複数のシェル鋳型を横方向に配置した構成を図示したが、実施には複数のシェル鋳型を縦（上下）方向に配置することが考えられる。かかる場合には、単体で構成すべきシェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂの底面は台等に設置するためにフラットに形成されていることや、あるいは取り扱い上必要な基準面等の形状が要求される場合もある。
そこで、図２０に示すように、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ単体で造型する場合には、各シェル鋳型Ａ，Ｂを接合しないような位置に配置するとともに、シェル鋳型Ａの底面とシェル鋳型Ｂの底面との間に、必要な形状を造型できる加熱型を配置するとよい。本実施形態では、各シェル鋳型Ａ，Ｂの底面をそれぞれフラットに形成する場合として、両面が平板状に形成され、且つシェル砂を硬化できる温度にまで加熱された加熱板８０を挟み込むように各シェル鋳型Ａ，Ｂを配置させる。
この構成によれば、底面がフラットに形成されたシェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ単体で造型させることができる。
In the example shown in FIG. 9, a configuration in which a plurality of shell molds are arranged in the horizontal direction is illustrated. However, in practice, a plurality of shell molds may be arranged in the vertical (vertical) direction. In such a case, the bottom surfaces of the shell mold A and the shell mold B to be configured as a single unit are required to be flat for installation on a table or the like, or a shape such as a reference surface necessary for handling is required. In some cases.
Therefore, as shown in FIG. 20, in the case where the shell mold A and the shell mold B are individually formed, the shell molds A and B are arranged at positions where they are not joined, and the bottom surface of the shell mold A and the shell mold A heating mold capable of forming a necessary shape may be disposed between the bottom surface of the mold B. In the present embodiment, as the case where the bottom surfaces of the respective shell molds A and B are respectively formed flat, the both surfaces are formed in a flat plate shape, and the heating plate 80 heated to a temperature at which the shell sand can be cured is sandwiched. Shell molds A and B are arranged.
According to this configuration, the shell mold A and the shell mold B each having a flat bottom surface can be individually formed.
（第３の実施形態）
次に、シェル鋳型の造型方法における他の実施形態を図２１に基づいて説明する。なお、上述した各実施形態と同一の構成要素ついては同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
本実施形態では、シェル鋳型に合わせ面８１が形成されている場合について説明する。
本実施形態は、造型されるシェル鋳型の強度を部分的に高めることが必要である場合に採用される。図２１では、シェル鋳型の合わせ面が形成される部位のシェル鋳型の強度を高める構造となっている。
図２１のシェル鋳型には合わせ面８１が形成されるように、金型１０には成形面１１方向に突出して、造型するシェル鋳型の合わせ面８１の側面を造型するための、合わせ面側面部８３が形成されている。
シェル鋳型の合わせ面８１が形成される部位は、他の部位よりも部分的に突出することになるので、特にこのような部位の強度を上げる必要がある。
(Third embodiment)
Next, another embodiment of the shell mold making method will be described with reference to FIG. In addition, about the component same as each embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description may be abbreviate | omitted.
In this embodiment, the case where the mating surface 81 is formed on the shell mold will be described.
This embodiment is employed when it is necessary to partially increase the strength of the shell mold to be formed. In FIG. 21, it has the structure which raises the intensity | strength of the shell mold of the site | part in which the mating surface of a shell mold is formed.
21 is formed on the mold 10 so as to form a side surface of the mating surface 81 of the shell mold to be molded, so that the mating surface 81 is formed on the mold 10. 83 is formed.
Since the part where the mating surface 81 of the shell mold is formed partially protrudes from other parts, it is necessary to increase the strength of such a part in particular.
そこで、金型１０の合わせ面側面部８３とチャンバー１４とを連通させる連通孔８５を金型１０の合わせ面側面部８３に設ける。
なお、本実施形態ではチャンバー１４内には、過熱蒸気または加熱空気が供給されているものとする。すると、連通孔８５は、チャンバー１４と連通しているので、チャンバー１４内に充満している過熱蒸気または加熱空気が、連通孔８５を通して合わせ面側面部８３からシェル砂２２へ直接噴出する。
このため、シェル鋳型に合わせ面８１を形成する場合であっても、合わせ面８１を構成する部位においてシェル砂２２を確実に硬化させることができる。
Therefore, a communication hole 85 for communicating the mating surface side surface portion 83 of the mold 10 and the chamber 14 is provided in the mating surface side surface portion 83 of the mold 10.
In the present embodiment, it is assumed that superheated steam or heated air is supplied into the chamber 14. Then, since the communication hole 85 communicates with the chamber 14, the superheated steam or heated air filled in the chamber 14 is directly ejected from the mating surface side surface 83 to the shell sand 22 through the communication hole 85.
For this reason, even when the mating surface 81 is formed on the shell mold, the shell sand 22 can be reliably cured at the portion constituting the mating surface 81.
なお、チャンバー１４内の加熱を外部からの過熱蒸気または加熱空気の供給によるものにすれば、連通孔を形成するだけで加熱された気体が、圧力調整により該当箇所に噴出させることができた。
しかし、チャンバー１４内にヒータを設けてチャンバー１４内の空気を加熱するだけでは、加熱空気を噴出させることができない。そこで、図２２に示すような構成を採用することで、局所的に加熱空気を噴出させてシェル鋳型を部分的に強度を維持することができる。
In addition, if the inside of the chamber 14 was heated by supplying superheated steam or heated air from the outside, the heated gas could be ejected to the corresponding location only by forming the communication hole.
However, the heated air cannot be ejected simply by providing a heater in the chamber 14 and heating the air in the chamber 14. Therefore, by adopting a configuration as shown in FIG. 22, the strength of the shell mold can be partially maintained by locally ejecting heated air.
図２２の例では、図２１と同様に、金型１０には成形面１１方向に突出して、造型するシェル鋳型の合わせ面８１の側面を造型するための、合わせ面側面部８３が形成され、この合わせ面側面部８３から加熱空気を噴出させる。
金型１０の合わせ面側面部８３には、加熱空気の噴出ノズル８４が配置されている。噴出ノズル８４は、チャンバー１４内に配置されている熱交換パイプ８６の一端に連結しており、熱交換パイプ８６を通ってきた空気を噴出する。熱交換パイプ８６の他端は、図示しないエアコンプレッサー等の空気発生源（チャンバーの外部に配置）に接続されている。この構成によれば、エアコンプレッサー等の空気発生源で生成された圧縮空気を、チャンバー１４内の熱交換パイプ８６に通すことによって、チャンバー１４内に充満している加熱空気により加熱させ、噴出ノズル８４から噴出させることができる。
このような構成によっても、局所的に加熱空気を噴出させてシェル鋳型の強度を部分的に高めることができる。
In the example of FIG. 22, as in FIG. 21, the mold 10 is formed with a mating surface side portion 83 that protrudes in the direction of the molding surface 11 to mold the side surface of the mating surface 81 of the shell mold to be molded. Heated air is ejected from the mating surface side surface portion 83.
An ejection nozzle 84 for heated air is arranged on the side surface portion 83 of the mating surface of the mold 10. The ejection nozzle 84 is connected to one end of a heat exchange pipe 86 disposed in the chamber 14 and ejects air that has passed through the heat exchange pipe 86. The other end of the heat exchange pipe 86 is connected to an air generation source (arranged outside the chamber) such as an air compressor (not shown). According to this configuration, the compressed air generated by an air generation source such as an air compressor is passed through the heat exchange pipe 86 in the chamber 14, thereby being heated by the heated air filled in the chamber 14, and the ejection nozzle 84 can be ejected.
Even with such a configuration, the strength of the shell mold can be partially increased by locally ejecting heated air.
なお、図２１および図２２に示した例では、金型１０から部分的に過熱蒸気または加熱空気を噴出させる構成を図示したが、噴出させる部位としては例えばフレーム２７であってもよく、また側面からの噴出に限定されることもない。 In the example shown in FIGS. 21 and 22, the configuration in which superheated steam or heated air is partially ejected from the mold 10 is illustrated, but the portion to be ejected may be, for example, the frame 27, or the side surface. It is not limited to the eruption from.
１０ 金型
１１ 成形面
１３ フランジ
１４ チャンバー
１９ 凹部
２０ 造型装置
２１ シェル砂容器
２２ シェル砂
２４ 振動付加装置
２５ 基台
２６ 保持手段
２７ フレーム
２８ 上下動装置
２９ 揺動手段
３０ 加熱装置
３１ ホッパー
３２ 制御装置
３３ 回収部
３５ 焼成装置
３６ シェル砂補充手段
４０，４４ シェル鋳型
４０ａ 硬化層
４０ｂ 軟化層
４２ キャビティ
５０ 天井板
５０，５２ 金型
５１，５４ 成形面
５６ 押し出しプレート
５８ 押し出し用シリンダー
５９ 付勢手段
６０ シリンダー固定部
７１，７２，７４ 回動手段
７８ 押し出しピン
７９ ピン摺動孔
８０ 加熱板
８１ 合わせ面
８３ 合わせ面側面部
８４ 噴出ノズル
８５ 連通孔
８６ 熱交換パイプ
Ａ，Ｂ シェル鋳型
Ａａ，Ｂａ 硬化層
Ａｂ，Ｂｂ 軟化層
Ｕ 接着シェル鋳型
10 Mold 11 Molding surface 13 Flange 14 Chamber 19 Recess 20 Molding device 21 Shell sand container 22 Shell sand 24 Vibration adding device 25 Base 26 Holding means 27 Frame 28 Vertical movement device 29 Oscillating device 30 Heating device 31 Hopper 32 Control device 33 Recovery part 35 Baking device 36 Shell sand replenishing means 40, 44 Shell mold 40a Hardened layer 40b Softened layer 42 Cavity 50 Ceiling plate 50, 52 Mold 51, 54 Molding surface 56 Extrusion plate 58 Extrusion cylinder 59 Biasing means 60 Cylinder Fixing portion 71, 72, 74 Rotating means 78 Extruding pin 79 Pin sliding hole 80 Heating plate 81 Matching surface 83 Matching surface side portion 84 Injection nozzle 85 Communication hole 86 Heat exchange pipe A, B Shell mold Aa, Ba Hardened layer Ab , Bb Softening layer U Adhesive shell mold
Claims (19)
振動しているシェル砂の上方から加熱されている金型を押し込み、
金型をシェル砂に押し込んでから所定時間経過した後、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させることによって、シェル鋳型を造型することを特徴とするシェル鋳型の造型方法。 Add vibration to the shell sand,
Push in the mold heated from above the vibrating shell sand,
After a predetermined time has passed since the mold was pushed into the shell sand, a cured layer formed by curing on the molding surface of the mold and a softened layer in which the resin contained in the shell sand was softened around the cured layer A method for forming a shell mold, wherein the shell mold is formed by raising the mold together with the shell mold including the shell mold.
金型をシェル砂から上昇させた後も、前記軟化層を硬化させることを特徴とする請求項１記載のシェル鋳型の製造方法。 The mold is controlled to be constantly heated at a constant temperature,
The method for producing a shell mold according to claim 1, wherein the softened layer is cured even after the mold is lifted from the shell sand.
チャンバー内の空気が加熱されることにより金型を加熱することを特徴とする請求項１または請求項２記載のシェル鋳型の造型方法。 On the back side, a mold formed with a recess recessed on the molding surface side is formed, and a chamber composed of a closed space closed from the external space is formed together with the recess of the mold,
3. The method for forming a shell mold according to claim 1, wherein the mold is heated by heating the air in the chamber.
前記チャンバーと連通しており、チャンバー内の過熱蒸気または加熱空気を噴出するように設けられていることを特徴とする請求項５記載のシェル鋳型の造型方法。 The ejection hole is
6. The method for forming a shell mold according to claim 5, wherein the shell mold is formed so as to be in communication with the chamber and to eject superheated steam or heated air in the chamber.
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、
前記軟化層同士を密着させることにより、シェル鋳型の底面同士を接合させた接着シェル鋳型を造型することを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。 When manufacturing shell molds simultaneously using multiple molds,
After raising the mold from the shell sand together with the shell mold including the hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and the softened layer in the state where the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer,
The molding of the shell mold according to any one of claims 1 to 7, wherein an adhesive shell mold in which the bottom surfaces of the shell mold are joined together is formed by bringing the softening layers into close contact with each other. Method.
前記軟化層を外側から加熱して焼成することを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。 After raising the mold from the shell sand together with the shell mold including the hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and the softened layer in the state where the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer,
The method for molding a shell mold according to any one of claims 1 to 8, wherein the softened layer is fired by heating from the outside.
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、
金型に振動を付加して前記軟化層を落下させることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。 When the softening layer is unnecessary,
After raising the mold from the shell sand together with the shell mold including the hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and the softened layer in the state where the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer,
The method for forming a shell mold according to any one of claims 1 to 8, wherein the softened layer is dropped by applying vibration to the mold.
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、
前記軟化層を冷却することによって前記軟化層の粘着力を低下させて落下させることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。 When the softening layer is unnecessary,
After raising the mold from the shell sand together with the shell mold including the hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and the softened layer in the state where the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer,
The method for molding a shell mold according to any one of claims 1 to 8, wherein the softened layer is cooled and dropped by lowering the adhesive force of the softened layer.
シェル砂容器内のシェル砂に振動を付加する振動付加装置と、
シェル砂容器の上方に位置し、背面が成形面側に凹んでいる凹部が形成された金型を装着可能であって、該金型の凹部と合わせて外部空間から閉ざされた閉塞空間からなるチャンバーを構成するチャンバー構成部と、
チャンバー内を加熱する加熱装置と、
チャンバー構成部を保持する保持手段と、
保持手段によって保持したチャンバー構成部を、金型の成形面がシェル砂容器のシェル砂内に押し込まれるように下降させ、シェル砂内に押し込んだ金型を上昇させるように動作可能な上下動装置と、
加熱装置によって加熱されている金型を上下動装置で下降させてシェル砂内に押し込み、所定時間経過後に金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上下動装置で上昇させるように制御する制御装置とを具備することを特徴とするシェル鋳型の造型装置。 A shell sand container for storing shell sand and having an open top surface;
A vibration adding device for adding vibration to the shell sand in the shell sand container;
It is possible to attach a mold which is located above the shell sand container and has a recess formed on the molding surface side of the back surface. The mold includes a closed space which is closed from the external space together with the recess of the mold. A chamber component constituting the chamber;
A heating device for heating the inside of the chamber;
Holding means for holding the chamber component;
Vertical movement device operable to lower the chamber component held by the holding means so that the molding surface of the mold is pushed into the shell sand of the shell sand container and to raise the mold pushed into the shell sand When,
The mold heated by the heating device is moved down by the vertical movement device and pushed into the shell sand, and after a predetermined time has passed, the hardened layer formed by curing on the molding surface of the mold and the shell sand around the hardened layer. A shell mold making apparatus, comprising: a control device that controls the mold to be raised from the shell sand by a vertical movement device together with the shell mold including the softened layer in which the resin contained is softened.
金型に振動を付加して前記軟化層を落下させる第２の振動付加装置を備えることを特徴とする請求項１２〜請求項１７のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型装置。 After raising the mold from the shell sand together with the shell mold including the hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and the softened layer in the state where the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer, When the softening layer is unnecessary,
The apparatus for molding a shell mold according to any one of claims 12 to 17, further comprising a second vibration applying device that applies vibration to the mold to drop the softened layer.
前記軟化層を冷却することによって前記軟化層の粘着力を低下させて落下させる冷却装置を備えることを特徴とする請求項１２〜請求項１８のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型装置。 After raising the mold from the shell sand together with the shell mold including the hardened layer formed by hardening on the molding surface of the mold and the softened layer in the state where the resin contained in the shell sand is softened around the hardened layer, When the softening layer is unnecessary,
The apparatus for molding a shell mold according to any one of claims 12 to 18, further comprising a cooling device that drops the softened layer by cooling the softened layer to reduce the adhesive force. .
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