JP3961772B2

JP3961772B2 - Die casting equipment

Info

Publication number: JP3961772B2
Application number: JP2001044084A
Authority: JP
Inventors: 正光久保田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: JP2002239704A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシンに係り、特に、金型キャビティ内の気体を溶湯圧入の前に排気し、減圧の状態でダイカストする真空ダイカスト法を用いたダイカスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンは、たとえば、一対の固定金型と移動金型、これら固定金型および移動金型をそれぞれ保持する固定ダイプレートおよび移動ダイプレート、タイバーを伸長させて固定金型と移動金型とを型締する型締装置、固定金型と移動金型との間に形成されるキャビティに金属溶湯を射出する射出装置、溶融金属を射出装置に供給する給湯装置等を備えている。このようなダイカストマシンでは、固定金型と移動金型とを型締装置によって型締した状態で、給湯装置によって溶融金属を射出装置のスリーブに供給し、射出プランジャを駆動することにより、金型キャビティ内に溶融金属を射出・充填することによってダイカスト製品を鋳造する。
ところで、ダイカスト製品の品質のばらつきによる信頼性低下の原因の一つとして、ダイカスト製品へのガスの含有がある。すなわち、高速、高圧で射出・充填された溶湯はスリーブとキャビティ内で乱流となり、空気や気化した金型に塗布された離型剤等を巻き込む。
【０００３】
上記のような問題を克服するため、真空ダイカスト法によるダイカストマシンを用いて鋳造することによって、ダイカスト製品へのガスの含有を抑制し、ダイカスト製品のガスの含有による品質のばらつきを低減する技術が知られている。真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンにおいては、たとえば、米国特許２，７８５，４４８号に開示されているように、真空タンクで減圧された状態のキャビティ内に溶融金属を射出・充填することにより、溶融金属へのガスの含有を抑制する。
上記のような真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンにおいては、高い強度、品質の製品を鋳造するためには、キャビティ内をより高真空化でき、減圧状態を維持できることが求められている。キャビティ内が高真空化されていないと、鋳造された製品にガスが含有し、鋳造後の焼きなまし等の熱処理を製品に施した際に、製品に歪みや変形が生じやすく、真空ダイカスト法による十分な効果を得ることが難しいからである。より高い強度、品質の製品を鋳造するためには、具体的には、数十Ｔｏｒｒ程度にまでキャビティ内を減圧することが求められている。
さらに、ダイカストマシンによる生産性を向上させる観点から、真空タンクによる排気に要する時間を可能な限り短縮化することも求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、キャビティ内を減圧するためには、真空タンクとキャビティとを連通する排気路の途中にバルブを設け、排気路をバルブによって開閉することが必要となる。
バルブの開閉は、たとえば、空圧や液圧によって作動するシリンダ装置を用いて行う方式が知られている。
バルブを閉じるタイミングは、キャビティ内の真空度の低下を防ぐ等の観点から、可能な限り金属溶湯をキャビティ内に射出・充填する直前とすることが好ましい。
しかしながら、前記シリンダ装置は応答性が低く、応答時間にばらつきが生じやすく、精密な制御が困難であるため、ある程度余裕をもってバルブを閉じる必要がある。バルブを閉じると、真空タンクによる排気が停止するため、キャビティ内への外部からの空気の侵入により、キャビティ内の真空度が低下しやすいという不利益が存在した。
【０００５】
他のバルブの開閉方法として、排気路を開くときにはシリンダ装置を用い、排気路を閉じるときにはキャビティ内に射出・充填された溶融金属の慣性力によってバルブを駆動させ、あるいは、溶融金属の慣性力を圧力に変換してバルブを駆動させる方式が知られている。
しかしながら、この方法では、バルブが溶融金属に触れるため、排気路内に溶融金属が侵入する可能性があり、侵入した場合には機器に重大な損傷を与える可能性があった。また、溶融金属の慣性力を圧力に変換するには、溶融金属の流路に絞りが必要となり、この部分の断面積が小さくなり、排気を効率良く行うことが難しいという不利益も存在した。さらに、高速でキャビティ内に射出・充填された溶融金属の慣性でバルブを駆動すると、バルブが弁座に勢いよく衝突するため、その反動によって、バルブが弁座から浮き上がる可能性があり、バルブと弁座との間から溶融金属が侵入する可能性もある。
【０００６】
一方、キャビティ内をより高真空化するためには、金型の合わせ面の間や製品を押し出すための押出ピンと金型との間等のシールを十分に行い、外部からの空気の侵入を防ぐ必要がある。これらのシールが確実に行われないと、真空タンクで排気しても高真空を得ることが難しい。
金型の合わせ面の間のシールは、樹脂製のシール部材を金型の合わせ面間に配置することにより可能であるが、排気路が金型の合わせ面間に形成されシール部材の近傍に位置する場合には、シール部材に耐熱性材料を用いたとしても、高温によってシール部材は連続使用に耐えられない。
このため、従来においては、金型の合わせ面の間にキャビティの周囲を連続的に囲むようにシール部材を配置することが難しく、特に金型合わせ面の延長上に真空バルブユニットを取り付ける方式では、金型の合わせ面間のシールを確実に行うことが困難であった。
押出ピンは、高温状態にある製品に直接接触するため、押出ピン自体も温度上昇が避けられない。したがって、押出ピンと金型との間のシールに樹脂性のＯリング等のシール部材を用いると、シール部材が高温に耐えられないという問題が存在する。このため、従来においては、押出ピンと金型との間のシールを十分に行うことも困難であった。
【０００７】
以上のように、従来においては、キャビティ内を減圧するための排気路を開閉するバルブの構造および金型の合わせ面の間や押出ピンと金型との間のシール構造に起因して、キャビティ内を数十Ｔｏｒｒ程度の高真空に減圧し、これを維持することが困難であった。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、真空ダイカスト法を用いたダイカスト装置において、金型キャビティ内をより高真空にすることができるダイカスト装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイカスト装置は、一対の移動金型及び固定金型より成る金型の間に形成されるキャビティ内を減圧し、当該キャビティ内に金属溶湯を射出・充填してダイカスト製品を成形するダイカスト装置であって、前記移動金型の分割面と前記固定金型の分割面との間に形成され、前記キャビティに連通する分割面排気路と、前記移動金型内に設けられ、前記分割面排気路に連通する第１の排気路と、前記移動金型内に設けられ、前記分割面排気路に、前記分割面排気路と前記第１の排気路との連通位置よりも前記キャビティから離れた位置において連通する第２の排気路と、前記移動金型に設けられ、前記第１の排気路の分割面側の先端部において前記第１の排気路を開閉する第１の弁体と、前記移動金型に設けられ、前記第２の排気路の分割面側の先端部において前記第２の排気路を開閉する第２の弁体と、前記移動金型に設けられ、前記各弁体を電磁力によって開閉方向に直動させる複数の電磁駆動手段と、前記電磁駆動手段をそれぞれ独立に駆動制御する制御手段と、前記第１の排気路に接続される第１の真空ポンプを含む第１の真空引き系と、前記第２の排気路に接続される第２の真空ポンプを含む第２の真空引き系と、前記移動金型の背部に設置され、前記キャビティへの空気の侵入を防止するシール部材を冷却するシール冷却機構部とを有し、前記制御手段は、前記第１の排気路の開閉後に前記第２の排気路の開閉が行われるように前記電磁駆動手段を制御することによって前記キャビティ内を所望の圧力に減圧する。
【００１２】
本発明では、金型に形成された排気路を開閉する弁体の駆動に、電磁力によって開閉方向に直動させる電磁駆動手段を用いる。このため、弁体の移動を高応答で行うことができる。
また、本発明では、複数の電磁駆動手段をそれぞれ独立に駆動制御することにより、キャビティ内の減圧を最適化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、ダイカストマシンの構成の一例を示す図である。
図１において、ダイカストマシン１は、ベース１００と、ベース１００上に設置された固定ダイプレート９１と、固定ダイプレート９１に取り付けられた固定金型２と、固定ダイプレート９１の固定金型２とは反対側に設けられた射出装置９５と、固定ダイプレート９１に対向してベース１００上に設置された移動ダイプレート９２と、固定金型２に対向するように移動ダイプレート９２に取り付けられた移動金型３と、移動ダイプレート９２を間において固定ダイプレート９１とタイバー８０によって連結されたリンクハウジング７１と、リンクハウジング７１と移動ダイプレート９２とを連結する複数のリンクからなるトグル機構１１０とを備えている。
【００１４】
固定ダイプレート９１は、ベース１００に固定されており、移動ダイプレート９２はベース１００に移動可能に設けられている。
リンクハウジング７１と固定ダイプレート９１とは、移動ダイプレート９２を貫通する４本のタイバー８０によって連結されている。
【００１５】
トグル機構１１０は、複数のリンクで構成されており、リンクハウジング７１と移動ダイプレート９２とを連結している。なお、トグル機構１１０の構成は、周知の構成であり、詳細については省略する。
このトグル機構１１０は、クロスヘッド７２と連結されており、このクロスヘッド７２がねじ軸７３に沿って矢印Ａ１およびＡ２方向に移動することにより作動し、リンクハウジング７１と移動ダイプレート９２とを接近または離隔させる。
ねじ軸７３は、リンクハウジング７１に設けられた図示しないサーボモータによって駆動され、ねじ軸７３の回転によってこれに螺合するクロスヘッド７２が矢印Ａ１およびＡ２方向に移動する。
【００１６】
図１に示すように、図示しないサーボモータの駆動によってクロスヘッド７２を矢印Ａ２方向へ移動させると、トグル機構１１０が作動し、移動ダイプレート９２はリンクハウジング７１に対して離隔する向き（型閉方向）に移動し、固定金型２と移動金型３の型閉が行われる。さらに、クロスヘッド７２を矢印Ａ２方向に移動させると、タイバー８０が伸長し、タイバー８０に発生した張力によって固定金型２と移動金型３との型締が行われる。
【００１７】
射出装置９５は、型締された固定金型２および移動金型３に形成される図示しないキャビティに溶融金属を射出・充填する。キャビティに射出・充填された溶融金属が凝固することにより、ダイカスト製品が得られる。
【００１８】
一方、ダイカスト製品を鋳造したのち、ダイカスト製品を取り出す際には、図２に示すように、クロスヘッド７２を矢印Ａ１方向へ移動させると、移動ダイプレート９２はリンクハウジング７１に対して接近する向き（型開方向）に移動し、移動金型３は固定金型２に対して開く。固定金型２と移動金型３を開くと、ダイカスト製品は移動金型３に嵌まった状態で移動する。この移動金型３に嵌まった状態のダイカスト製品を後述する押出機構によって移動金型３から押し出すことによって、ダイカスト製品を取り出す。
【００１９】
図３は、ダイカスト装置の金型周辺の構造を示す断面図である。また、図４は固定金型２の合わせ面（分割面）の構造を示す図であり、図５は移動金型３の合わせ面（分割面）の構造を示す図である。なお、図３に示す固定金型２および移動金型３は型締状態にある。
図３に示すように、固定金型２の背面側には、射出装置９５が設けられている。
【００２０】
射出装置９５は、固定金型２の背面側に設けられた円筒状のスリーブ９６と、このスリーブ９６の内周に嵌合するプランジャチップ９７と、プランジャチップ９７と一端が連結されたプランジャロッド９８と、プランジャロッド９８の他端部と連結された射出シリンダ装置９９とを備えている。
【００２１】
スリーブ９６は、供給口９６ａを備えており、この供給口９６ａからラドル１００によってスリーブ９６内に金属溶湯ＭＬが供給される。
射出シリンダ装置９９は、ピストンを内蔵しており、このピストンに連結されたピストンロッド９９ａとプランジャロッド９８とがカップリング９９ｂによって連結されている。この射出シリンダ装置９９は、油圧によって駆動され、ピストンロッド９９ａを伸縮する。
【００２２】
プランジャチップ９７は、プランジャロッド９８に連結されており、射出シリンダ装置９９の駆動により、スリーブ９６内を移動する。プランジャチップ９７が金属溶湯ＭＬが供給されたスリーブ９６内を固定金型２側に向けて移動することにより、金属溶湯ＭＬが固定金型２と移動金型３とによって形成されるランナー部Ｒｎを通じてキャビティＣに充填される。
なお、９８ａはプランジャロッド９８の外周に軸方向に対し一定ピッチで磁極Ｎ，Ｓが形成され、この磁極の通過数をパルス列として検出するセンサであって、プランジャチップ９７の射出速度を計測するものである。図示の如く、センサ出力はマシンコントローラ５２へ与えられる。マシンコントローラ５２内の５２ａは射出プランジャ現在位置カウンタであって、プランジャチップ９７の位置を示す。また、５２ｂは溶湯供給口通過位置設定レジスタ、５２ｃは高速射出開始位置設定レジスタであって、前記カウンタ５２ａの値がそれぞれレジスタ５２ｂ，５２ｃの値と一致したとき、マシンコントローラ５２は対応するバルブの開閉動作を行うようバルブコントローラ５１へ指令を与えるようになっている。
【００２３】
ランナー部Ｒｎは、図５に示す移動金型３の分割面３ａに形成された溝部Ｒｎａと固定金型２の分割面２ａによって形成される。
キャビティＣは、図４に示す固定金型２の分割面２ａにダイカスト製品の形状に合わせて形成された凹面Ｃａおよび図５に示す移動金型３の分割面３ａにダイカスト製品の形状に合わせて形成された凹面Ｃｂとによって形成される。
【００２４】
キャビティＣの上方には、図３に示すように、排気路Ｅｐが形成されている。この排気路Ｅｐは、図５に示した、移動金型３の分割面３ａに形成された凹面Ｃｂに連なる溝部Ｅｐａと、図４に示した固定金型２の分割面２ａに形成された溝部Ｅｐｂとによって形成される。なお、溝部Ｅｐｂに隣接する凹部Ｓａは、後述するバルブの当接部である。
【００２５】
図３に示すように、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間に形成された排気路Ｅｐに連通してバルブ機構部２１が設けられている。
このバルブ機構部２１の周辺の構造を図６を参照して説明する。
【００２６】
図６に示すように、バルブ機構部２１は、電磁アクチュエータ２２と、電磁アクチュエータ２２に連結されたバルブ軸２３と、バルブ軸２３の先端に一体に形成された円板状の弁体２４を備える。
バルブ軸２３および弁体２４は、たとえば、ステンレス等の金属材料で形成されている。
電磁アクチュエータ２２は、移動金型３に形成された挿入孔３ｈに嵌合挿入される有底筒状のガイド部材２９の開口端２９ｂにフランジ部材３２を介して固定されている。
ガイド部材２９と移動金型３に形成された挿入孔３ｈとの間には、樹脂製のＯリング３０が介在しており、挿入孔３ｈとガイド部材２９との間をシールしている。
【００２７】
ガイド部材２９の有底部には、ガイド孔２９ａが形成されている。このガイド孔２９ａにバルブ軸２３が移動可能に嵌合挿入されている。バルブ軸２３は、移動の際の安定化の観点から、ガイド孔２９ａに嵌合する部分が弁体２４側よりも大径化している。また、ガイド孔２９ａとバルブ軸２３とは精密に嵌合しており、ガイド孔２９ａとバルブ軸２３との間はシールされている。
バルブ軸２３は、内部が空洞部２３ａとなっている。軽量化によりバルブ軸２３の慣性を減らして、バルブ軸２３の移動を高速にするためである。
【００２８】
移動金型３には、上記した排気路Ｅｐに連通し、バルブ軸２３が挿入される排気路２６が分割面３ａに垂直な方向に沿って形成されている。なお、移動金型３の排気路２６が形成される部分は、バルブ機構部２１を移動金型３に組み込むために別の金属部材３ｄで形成されている。
【００２９】
排気路２６の先端部（分割面３ａ側）には、弁座部３９が形成されている。この弁座部３９は、弁体２４に相対しており、弁座部３９に形成された弁座面３９ａに弁体２４が当接することにより、排気路２６を閉塞する。なお、弁座面３９ａは、移動金型３の分割面３ａに沿って形成されている。
この弁座部３９は、弁体２４よりも軟らかく、弁体２４と接触した際になじみの良い材料で形成されている。具体的には、銅合金等の金属材料である。
【００３０】
移動金型３には、排気路２６に直交する向きに沿って排気路２５が形成されている。排気路２５と排気路２６とは連通している。この排気路２５の上方には、装着孔３ｇが形成されており、この装着孔３ｇに排気管５５が挿入されている。
排気管５５は、先端外周部にねじが形成されており、このねじと装着孔３ｇの内周に形成されたネジとが螺合している。
さらに、装着孔３ｇの上端側外周には、排気管５５と装着孔３ｇとの間を密封するために、樹脂性のＯリング５９ａおよび５９ｂを介してリング部材５９が固定されている。
【００３１】
電磁アクチュエータ２２は、ケースの内部にバルブ軸２３と連結される軸部材２２ａと、この軸部材２２ａに固定された図示しない永久磁石と、この永久磁石の周りに設けられた図示しない電磁石とを有する。
電磁石に外部から電力を供給することにより、永久磁石と電磁石との間に吸引力が発生し、軸部材２２ａが直動する。
電磁アクチュエータ２２は、電磁石に供給する電流の向きを適宜変更することにより、弁体２４を図６の矢印Ｃ１およびＣ２で示す排気路２６を開閉する方向に駆動する。
【００３２】
この電磁アクチュエータ２２は、図３に示したように、バルブコントローラ５１に電気的に接続されており、バルブコントローラ５１から電力供給を受ける。
バルブコントローラ５１は、電磁アクチュエータ２２の駆動制御を行い、弁体２４を開閉させる。このバルブコントローラ５１は、ダイカストマシン１を総合的に駆動制御するマシンコントローラ５２に電気的に接続されており、マシンコントローラ５２から入力される信号に応じて電磁アクチュエータ２２の駆動制御を行う。
【００３３】
上記の排気管５５は、図３に示したように、真空タンク５０に接続されている。この真空タンク５０は、排気管５５、排気路２５、排気路２６および排気路Ｅｐを通じてキャビティＣ内を排気する。真空タンク５０としては、数Ｔｏｒｒ〜数十Ｔｏｒｒ程度の高真空に排気できるものを使用する。
【００３４】
移動金型３の分割面３ａには、シール部材３５をはめ込む溝３ｂが形成されており、この溝３ｂにシール部材３５がはめ込まれ、シール部材３５の一部は分割面３ａから突出している。シール部材３５の突出した部分が移動金型３の分割面３ａと固定金型２の分割面２ａを合わせたときに、分割面２ａに接触し、分割面２ａと分割面３ａとの間をシールする。
シール部材３５は、たとえば、シリコンゴム等の比較的耐熱性の高い材料で形成されたものを用いることが好ましい。なお、シール部材３５を固定金型２の分割面２ａにはめ込む構成とすることも可能である。
【００３５】
シール部材３５は、図５に示したように、移動金型３の分割面３ａの外周部に連続して設けられており、継ぎ目が存在しない。
さらに、シール部材３５の内周側に、排気路Ｅｐ、キャビティＣおよびランナー部Ｒｎが配置されており、これらはシール部材３５から十分に離隔している。
【００３６】
次に、押出機構部４１の具体的構成について説明する。
押出機構部４１は、図３に示したように、移動金型３の背部に設置されている。
この押出機構部４１は、複数の押出ピン４２と、押出ピン４２の一端を保持する保持板４３、４４と、保持板４３、４４が固定された可動板４５と、可動板４５を移動金型３に対して移動可能に案内する案内軸４６と、シール冷却機構部６１とを備えている。
【００３７】
押出ピン４２は、たとえば、ステンレス等の金属部材で形成されており、移動金型３に形成された各挿入孔３ｋに嵌合挿入されている。なお、後述するように、挿入孔３ｋは、移動金型３の分割面３ａに近いところでのみ押出ピン４２に嵌合し、それ以外の部分は押出ピン４２が摺動しやすいように、拡径されている。
この挿入孔３ｋは、図５に示したように、移動金型３の分割面３ａに開口している。各挿入孔３ｋは、ランナー部ＲｎやキャビティＣの周辺や排気路Ｅｐに対して設けられている。これらの挿入孔３ｋから押出ピン４２の先端部を突き出すことにより、移動金型３に嵌まっているダイカスト製品を押し出すことができる。
【００３８】
保持板４３、４４は、各押出ピン４２の拡径した後端部を挟持している。この保持板４３、４４は、可動板４５に固定されている。
可動板４５は、図３に示したように、矢印Ｅ１およびＥ２の向きに移動可能に案内されている。この可動板４５は、図示しない駆動手段によって、矢印Ｅ１およびＥ２の向きに所定の範囲で移動させられる。矢印Ｅ２の向きに可動板４５を移動させることにより、押出ピン４２の先端部が移動金型３の分割面３ａから突出する。
【００３９】
押出ピン４２と挿入孔３ｋとは嵌合しており、溶湯金属ＭＬが押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に侵入する可能性はないが、押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に空気が侵入する可能性がある。押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に外部から空気が侵入すると、キャビティＣ内を減圧した際に、キャビティＣ内を高真空にすることができない。
また、押出ピン４２は高温のダイカスト製品に直接触れるため、押出ピン４２自体の温度も高温になる可能性がある。このため、押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に樹脂性のシール部材（Ｏリング）を設けて押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間をシールすると、Ｏリングが高温に耐えられず、連続使用できない可能性がある。
【００４０】
本実施形態では、上記の問題を解決するためにシール冷却機構部６１を移動金型３の背部に設けている。
図７は、シール冷却機構部６１の具体的構造を示す図である。
図７に示すように、シール冷却機構部６１は、凹部６３ｈを有する板状の第１部材６３と、この第１部材６３の凹部６３ｈ側に固定された板状の第２部材６４と、第１部材６３および第２部材６４に固定されたシール保持部材６５とを有している。
【００４１】
第１部材６３と第２部材６４とは連結されており、第１部材６３の凹部６３ｈと第２部材６４の対向面との間に冷却液収容空間Ｓａを構成している。第１部材６３と第２部材６４との間には、樹脂製のＯリング７５が介在しており、第１部材６３と第２部材６４との間をシールしている。
【００４２】
第２部材６４は、移動金型３の背面に固定されている。第２部材６４と移動金型３の背面との間の外周部には、樹脂製のＯリング７４が介在しており、第２部材６４と移動金型３の背面との間をシールしている。
Ｏリング７４の内周側に位置し、第２部材６４の移動金型３に対向する面には、凹部６４ａが形成されており、移動金型３と第２部材６４との間には隙間Ｓが形成されている。
【００４３】
第１部材６３の周壁部には、冷却液収容空間Ｓａに冷却液Ｗを供給するための供給口６３ｂと、冷却液収容空間Ｓａに収容された冷却液Ｗを排出するための排出口６３ｃとが形成されている。
【００４４】
シール保持部材６５は、円筒状の部材からなり、移動金型３の背面側の端部に拡径部を備え、第１部材６３に形成された挿入孔６３ａおよび第２部材６４に形成された挿入孔６４ｂに外周が嵌合挿入され、第１部材６３および第２部材６４に固定されている。第１部材６３の挿入孔６３ａおよび第２部材６４の挿入孔６４ｂの内周には、樹脂製のＯリング７２および７３がそれぞれ保持されている。
これらのＯリング７２および７３は、シール保持部材６５の外周と挿入孔６３ａおよび挿入孔６４ｂとの間をシールしている。
【００４５】
シール保持部材６５は、中心部に押出ピン４２が嵌合挿入される貫通孔６５ａを備えている。この貫通孔６５ａの内周であって、第２部材６４側に樹脂製のＯリング７０を保持しており、第１部材６３側に樹脂製のＯリング７１を保持している。
Ｏリング７０，７１は、押出ピン４２と貫通孔６５ａとの間をシールしている。
また、シール保持部材６５は、内部に空洞部６５ｃと、押出ピン４２に直交する方向に形成された貫通孔６５ｂとを備えている。
【００４６】
上記構成のシール冷却機構部６１において、第１部材６３の供給口６３ｂには、冷却液供給管３０が接続されており、冷却液供給管３０を通じて冷却液Ｗが供給される。冷却液Ｗには、たとえば、水が用いられる。
【００４７】
冷却液供給管３０から供給された冷却液Ｗは、冷却液収容空間Ｓａ内に導入され、一部の冷却液Ｗは、シール保持部材６５の貫通孔６５ｂを通じて空洞部６５ｃに供給される。
空洞部６５ｃに供給された冷却液Ｗは、空洞部６５ｃ内に露出した押出ピン４２の一部を冷却する。
したがって、空洞部６５ｃ付近に存在する押出ピン４２は、部分的に冷却される。
冷却液供給管３０から冷却液Ｗが連続的に供給されることにより、空洞部６５ｃの付近には新鮮な冷却液Ｗが循環し、貫通孔６５ｂを通って排出口６３ｃに排出される。
【００４８】
一方、押出ピン４２の外周に嵌合しているＯリング７０および７１のうち、Ｏリング７０は、移動金型３に形成された挿入孔３ｋと押出ピン４２との間に外部から空気が侵入するのを防ぐ役割と、冷却液Ｗが挿入孔３ｋ内に侵入するのを防ぐ役割を果たしている。Ｏリング７１は、冷却液収容空間Ｓａから冷却液Ｗが外部に漏れるのを防ぐ役割を果たしている。
これらのＯリング７０，７１は、たとえば、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の材料で形成されていても、押出ピン４２の温度が、たとえば、２００℃以上の高温に達する環境下では連続使用に耐えられない。
本実施形態では、押出ピン４２が高温のダイカスト製品に触れて温度が上昇したとしても、Ｏリング７０，７１の近傍に空洞部６５ｃが配置されているため、押出ピン４２のＯリング７０，７１に接触する部分は、たとえば、１００℃以下に抑えられている。この結果、Ｏリング７０，７１が熱によるダメージを受けることがない。
【００４９】
次に、上記構成のダイカストマシン１の動作の一例について説明する。
まず、ダイカストマシン１が図２に示した状態、すなわち、固定金型２と移動金型３とが型開状態にある状態から、マシンコントローラ５２の制御により、トグル機構１１０を作動させ、固定金型２と移動金型３とを型締する。
固定金型２と移動金型３とが型締されると、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａの間は、シール部材３５によってシールされる。
ダイカストマシン１の起動時には、上記したシール冷却機構部６１には、冷却液Ｗが供給された状態にある。
また、ダイカストマシン１の起動時には、真空タンク５０も起動されるが、バルブ機構部２１の弁体２４は排出路２６を閉じた状態にある。したがって、キャビティＣ内は排気されない。
【００５０】
一方、射出装置９５のスリーブ９６には、所定の量の、たとえば、アルミニウム合金等の溶湯がラドル１００によって供給される。
ラドル１００による溶湯の供給が完了すると、プランジャチップ９７がマシンコントローラ５２の制御により駆動される。プランジャチップ９７の先端がスリーブ９６の供給口９６ａを通過すると、スリーブ９６がプランジャチップ９７によって密封され、スリーブ９６側からのキャビティＣへの空気の侵入が遮断される。
なお、プランジャチップ９７の移動開始時には、プランジャチップ９７は通常低速で移動される。
【００５１】
マシンコントローラ５２は、たとえば、プランジャチップ９７の検出位置からプランジャチップ９７がスリーブ９６の供給口９６ａを通過したことを判断し、バルブ機構部２１の弁体２４を開ける指令をバルブコントローラ５１に出力する。
バルブコントローラ５１は、マシンコントローラ５２からの指令を受けて、バルブ機構部２１の電磁アクチュエータ２２を駆動する電力を電磁アクチュエータ２２に供給する。
【００５２】
電磁アクチュエータ２２が駆動されると、図８に示すように、弁体２４が矢印Ｃ２の向きに移動し、固定金型２の分割面２ａに形成された当接面Ｓａに弁体２４が当接して止まる。
このとき、電磁アクチュエータ２２によって弁体２４を駆動しているため、たとえば、弁体２４は数ｍｓｅｃ〜十数ｍｓｅｃの時間でかつ略一定時間で開く。たとえば、弁体２４の駆動に油圧シリンダを用いた場合には、弁体２４が完全に開くまで２百数十ｍｓｅｃの時間を要し、かつ、時間にばらつきが発生する。
【００５３】
この弁体２４の移動により、弁体２４と弁座面３９ａとの間に隙間が形成される。この弁体２４と弁座面３９ａとの間の隙間から、キャビティＣに連通する排出路Ｅｐ、排出路２６、排出路２５および排出管５５を通じてキャビティＣの空気（ガス）が排気される。
【００５４】
固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａの間は、シール部材３５によって確実にシールされており、また、押出ピン４２と移動金型３との間は、シール冷却機構部６１に設けたＯリング７０によって確実にシールされているため、キャビティＣ内は急速に減圧される。
【００５５】
ここで、図９に示すグラフを参照して、キャビティＣ内の減圧と射出速度との関係について説明する。
図９に示すグラフ（１）は、キャビティＣ内の減圧曲線を示しており、グラフ（２）はプランジャチップ９７の射出速度波形を示している。なお、グラフ（３）は、比較例として、従来の電磁切換弁および油空圧シリンダ装置を用いてバルブを開閉する場合のキャビティＣ内の減圧曲線を示しており、グラフ（４）は排気路を閉じるときにはキャビティ内に射出・充填された溶融金属の慣性力によってバルブを駆動させる場合のキャビティＣ内の減圧曲線を示している。グラフ（３）（４）は、シール冷却機構部６１を備えておらず、かつ、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間に連続的にシール部材を介在させていない場合である。
【００５６】
グラフ（１）に示すように、減圧開始時点をＰｔ１とすると、弁体２４の応答性がよいため、減圧開始時点Ｐｔ１からキャビティＣ内は急速に減速される。さらに、押出ピンと金型の間あるいは固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間から空気の漏れがほとんど存在しないため、減圧が短時間で効率よく行われるのがわかる。
【００５７】
一方、グラフ（３）やグラフ（４）では、バルブの駆動にシリンダ装置を用いるため、減圧開始時点Ｐｔ１から実際に減圧が開始されるまでのタイムラグが比較的長く、また、押出ピンと金型の間あるいは固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間から空気の漏れが存在するため、効率良く減圧されないことが分かる。
【００５８】
プランジャチップ９７の移動の進行に伴って、キャビティＣとスリーブ９６を連通するランナー部Ｒｎにも金属溶湯ＭＬが充填される。この状態においては、キャビティＣ内は、たとえば、２０〜４０Ｔｏｒｒ程度の高真空状態となっている。
【００５９】
キャビティＣ内への金属溶湯ＭＬの射出・充填は、プランジャチップ９７の射出速度を高速に切り換えることによって行われる。すなわち、図９に示す高速射出開始時点Ｐｔ２において、射出速度が高速に切り換えられる。
しかしながら、高速射出に切り換える前に、バルブ機構部２１に金属溶湯ＭＬが侵入するのを防ぐために、排気路を弁体２４によって閉じる必要がある。
排気路２６を弁体２４によって閉じるタイミングは、高速射出開始時点Ｐｔ２の直前が好ましい。すなわち、弁体２４によって排気路２６を閉じたのちには、キャビティＣ内の排気が行われず、空気の漏れによってキャビティＣ内の圧力が上昇する可能性があるからである。
【００６０】
本実施形態では、弁体２４の駆動に電磁アクチュエータ２２を用い、さらに、バルブ軸２３を軽量化しているため、数ｍｓｅｃ〜十数ｍｓｅｃ程度の短時間で閉じることが可能であり、かつ、電磁アクチュエータ２２の応答にばらつきがほとんどないため、高速射出開始時点Ｐｔ２の直前に行うことができる。
【００６１】
なお、弁体２４によって排気路２６を閉じるタイミングは、プランジャチップ９７の検出位置や金型内に設けた圧力センサ等でキャビティＣ内の圧力をマシンコントローラ５２が検出することによって決定する。マシンコントローラ５２は、これらの信号の検出に応じて、バルブコントローラ５１に指令を出力する。
【００６２】
電磁アクチュエータ２２を駆動して、弁体２４によって排出路２６を閉じたとき、弁体２４は高速で弁座部３９の弁座面３９ａに衝突するため、弁体２４が弁座部３９から反発して跳ね上がる可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、弁座部３９の形成材料として、反発を抑制する材料、すなわち、弁体２４の形成材料よりも軟らかく、かつ、なじみの良い材料を用いているため、弁体２４が弁座部３９に衝突した際の跳ね上がりを極力抑制することができる。この結果、誤って、バルブ機構部２１に金属溶湯が侵入することを防ぐことができる。
【００６３】
高速射出開始時点Ｐｔ２において、高速射出に切り換えられると、金属溶湯ＭＬは、キャビティＣ内に充填され、凝固する。これにより、所望のダイカスト製品が得られる。
【００６４】
型締状態にある固定金型２と移動金型３から成形されたダイカスト製品を取り出すには、トグル機構１１０を作動させて、固定金型２と移動金型３とを開く。
固定金型２と移動金型３とを開く（この時、プランジャチップは所定圧でランナー部に続くビスケット部を押しつけている）と、成形されたダイカスト製品は固定金型２から離れる。
この状態で押出機構部４１を動作させ、押出ピン４２を移動金型３の分割面３ａから突出させることにより、ダイカスト製品を移動金型３から取り外すことができる。
【００６５】
このとき、押出ピン４２は高温状態にあるダイカスト製品に直接触れるため、押出ピン４２の温度も上昇する。
一方、シール冷却機構部６１において、押出ピン４２に嵌合しているＯリング７０および７１は、押出ピン４２が部分的に冷却されているため、高温に晒されることがなく、Ｏリング７０および７１の機能が熱によって劣化することがない。
【００６６】
さらに、シール冷却機構部６１には連続的に冷却液Ｗが供給されているため、シール冷却機構部６１の温度は移動金型３の温度よりも十分に低下する。
このため、シール冷却機構部６１が移動金型３に直接触れていると、移動金型３の温度分布に影響を及ぼし、ダイカスト製品の品質に影響を与える可能性があるが、本実施形態では、シール冷却機構部６１と移動金型３との間に隙間を形成し、シール冷却機構部６１と移動金型３とが直接触れない構成としているため、シール冷却機構部６１の移動金型３への影響を抑制することができる。
【００６７】
以上のように、本実施形態によれば、キャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路を開閉する弁体の駆動に電磁アクチュエータ２２を用いることにより、排気路の開閉を速やかに行うことができる。電磁アクチュエータ２２は、電力によって駆動されるため、作動油等を供給する必要がなく、バルブ機構部２１を小型化することが可能である。このため、金型に対するバルブ機構部２１の配置の自由度が増し、弁体２４およびキャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路の配置を最適化することが容易となる。
キャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路の配置を最適化できるため、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの外周部に切れ目なくシール部材３５を介在させることができるとともに、キャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路とシール部材３５との距離を十分に確保することができ、シール部材３５の熱による焼損を防ぐことができる。
さらに、本実施形態によれば、高温となる押出ピン４２を部分的に強制冷却することにより、押出ピン４２と金型との間のシールにＯリング等の汎用の樹脂製シール部材を容易に用いることができる。
【００６８】
図１０は、本発明のダイカストマシンの実施形態に係る金型周辺の構造を示す断面図である。なお、上述したダイカストマシンと同一の構成部分については同一の符号を付している。
図１０に示すように、本実施形態に係るダイカストマシンの移動金型３には、複数のバルブ機構部２０１，２０２が設けられている。
バルブ機構部２０１，２０２の構成は、上記したバルブ機構部２１と同一構成である。
【００６９】
バルブ機構部２０１は、移動金型３の分割面３ａと固定金型２の分割面２ａとの間に形成された排気路Ｅｐの中途にそれぞれ設けられている。排気路ＥｐはキャビティＣに連通している。
排気路Ｅｐは、移動金型３内にバルブ機構部２０１に対応して形成された排気路３０１および３０２を通じて真空タンク５０１と連通しているとともに、バルブ機構部２０２に対応して形成された排気路３０３および３０４を通じて真空タンク５０２と連通している。
真空タンク５０１および５０２は、同等な排気能力を備えている。
【００７０】
また、バルブ機構部２０１および２０２の電磁アクチュエータ２２は、共通のバルブコントローラ５１に接続されている。
このバルブコントローラ５１は、バルブ機構部２０１および２０２をそれぞれ独立に駆動可能となっている。
【００７１】
上述した第１の実施形態において説明したように、弁体２４の駆動に電磁アクチュエータ２２を用いることにより、バルブ機構部を小型化でき、金型に対する配置の自由度を増加させることが可能になる。
このため、複数のバルブ機構部２０１，２０２を金型に設置することは容易に可能である。
【００７２】
上記のように、複数のバルブ機構部２０１，２０２を金型に設置することにより、単一のバルブ機構部を設置する場合と比べて、排気のための排出路の総断面積を拡大することができるため、キャビティＣ内の効率の良い排気が可能となる。すなわち、単一のバルブ機構部を設置する場合には、真空タンクの排気能力を高めても、排出路の断面積が小さいと、短時間で急速に減圧を行うことができない。また、排出路の断面積を拡大すると、この排出路に溶湯が侵入しやすくなってしまう。
【００７３】
また、複数のバルブ機構部２０１，２０２を金型に設置し、かつ、独立に駆動できる構成とすることにより、バルブ機構部の配置に応じてバルブの開閉のタイミングをそれぞれ最適化することができる。
【００７４】
次に、複数のバルブ機構部２０１，２０２を用いた場合の、キャビティＣ内の減圧動作の一例について図１１を参照して説明する。
図１１において、グラフ（１）はキャビティＣ内の減圧曲線を示しており、グラフ（２）はプランジャチップ９７の射出速度波形を示している。
まず、バルブ機構部２０１および２０２により、排出路を閉じた状態から、プランジャチップ９７の低速移動を開始する。
次いで、射出開始時点Ｐｔ１において、一方のバルブ機構部２０１を開き、キャビティＣ内の減圧を開始する。なお、この状態では、他方のバルブ機構部２０２は閉じている。
【００７５】
バルブ機構部２０１の開放によって、キャビティＣ内は真空タンク５０１によって急速に減圧される。
次いで、キャビティＣ内がある程度の圧力まで減圧された時点Ｐｔ２に達したとき、バルブ機構部２０１を閉じ、バルブ機構部２０２を開く。これによって、キャビティＣ内は真空タンク５０２によって減圧が継続される。このバルブ機構部２０１および２０２の開閉動作は、マシンコントローラ５２からバルブコントローラ５１へ指令が出力されることにより行われる。
【００７６】
ところで、真空タンクの特性として、減圧にしたがって排気速度が次第に低下していくことが知られている。たとえば、真空タンク５０１によって減圧していくと、排気速度が次第に低下する。このため、真空タンク５０１によってある程度の減圧が進行したのち、キャビティＣ内を減圧する真空タンクを真空タンク５０２に交換することによって、排気速度の低下を極力抑えることができ、所望の圧力まで減圧するのに要する時間を短縮することができる。
【００７７】
真空タンク５０２によるキャビティＣ内の減圧により、キャビティＣ内は高真空状態に達する。
この状態において、グラフ（２）の時点Ｐｔ３に示すように、プランジャチップ９７の射出速度を高速に切り換える。
【００７８】
一方、バルブ機構部２０２を閉じるタイミングは、キャビティＣ内を高真空状態に維持する観点からは可能な限り遅くすることが好ましい。したがって、高速射出に切り換えられたのちであっても、バルブ機構部２０２に金属溶湯が達しない限り、バルブ機構部２０２を開いた状態としておくことにより、真空ポンプ５０２に連通する排気路を閉じた後のキャビティＣ内の圧力の上昇を確実に抑制することができる。
本実施形態では、グラフ（２）における時点Ｐｔ４のように、高速射出に切り換え後に、バルブ機構部２０２を閉じる。
【００７９】
高速射出に要する時間は、たとえば、４０〜２００ｍｓｅｃ程度と短いが、本実施形態では、バルブ機構部に電磁アクチュエータ２２を用いているため、このような限られた時間の中で、適切なタイミングでバルブ機構部２０２を閉じることができる。
また、複数のバルブ機構部２０１，２０２のうち、バルブ機構部２０２は、バルブ機構部２０１と比べてキャビティＣから離れた位置にあり、このように離れた位置にあるバルブ機構部２０２を最後に閉じることにより、キャビティＣに連通する排気路を閉じるタイミングを可能な限り遅らせつつ、バルブ機構部への溶湯の侵入を防ぐことができる。
【００８０】
なお、上述した実施形態では、２つのバルブ機構部２０１，２０２を金型に設けた場合について説明したが、さらに多数のバルブ機構部を設けることも可能である。
また、上述した実施形態では、２つのバルブ機構部２０１，２０２を共通の排出路Ｅｐに対して設置した場合について説明したが、分割面間に形成する排出路を複数のバルブ機構部に対応して形成する構成を採用することも可能である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、真空ダイカスト法を用いたダイカスト装置において、金型キャビティ内をより高真空にすることができる。
また、本発明によれば、金型キャビティ内を短時間に効率良く減圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるダイカストマシンの構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示すダイカストマシンの型開状態を示す図である。
【図３】本発明のダイカスト装置の第１の実施形態に係る金型周辺の構造を示す断面図である。
【図４】固定金型２の分割面の構造を示す図である。
【図５】移動金型３の分割面の構造を示す図である。
【図６】バルブ機構部２１の周辺の構造を示す断面図である。
【図７】シール冷却機構部６１の具体的構造を示す断面図である。
【図８】バルブ機構部２１の動作状態を説明するための図である。
【図９】キャビティＣ内の減圧と射出速度との関係を説明するための図である。
【図１０】本発明のダイカストマシンの一実施形態に係る金型周辺の構造を示す断面図である。
【図１１】キャビティＣ内の減圧と射出速度との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ダイカストマシン
２…固定金型
３…移動金型
２１…バルブ機構部
２２…電磁アクチュエータ
２３…バルブ軸
２４…弁体
３９…弁座部
３９ａ…弁座面
５０，５０１，５０２…真空タンク [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a die casting machine, and more particularly, to a die casting apparatus using a vacuum die casting method in which a gas in a mold cavity is exhausted before a molten metal is press-fitted and die-cast in a reduced pressure state.
[0002]
[Prior art]
The die casting machine, for example, includes a pair of fixed mold and moving mold, a fixed die plate and a moving die plate that hold the fixed mold and the moving mold, and a tie bar. A mold clamping device for clamping the mold, an injection device for injecting molten metal into a cavity formed between the fixed mold and the movable mold, a hot water supply device for supplying molten metal to the injection device, and the like are provided. In such a die casting machine, a mold is formed by supplying molten metal to a sleeve of an injection device by a hot water supply device and driving an injection plunger in a state where the fixed die and the moving die are clamped by a die clamping device. A die-cast product is cast by injecting and filling molten metal into the cavity.
By the way, as one of the causes of the decrease in reliability due to the variation in the quality of the die-cast product, the gas is contained in the die-cast product. That is, the molten metal injected and filled at a high speed and high pressure becomes a turbulent flow in the sleeve and the cavity, and entrains a release agent or the like applied to air or a vaporized mold.
[0003]
In order to overcome the above problems, there is a technology that suppresses the gas content in the die-cast product by casting using a die-casting machine by a vacuum die casting method, and reduces the quality variation due to the gas content of the die-cast product. Are known. In a die casting machine using a vacuum die casting method, for example, as disclosed in US Pat. No. 2,785,448, a vacuum is used.tankInjecting and filling the molten metal into the cavity that has been depressurized in step 1 prevents the gas from being contained in the molten metal.
In the die casting machine using the vacuum die casting method as described above, in order to cast a product with high strength and quality, it is required that the inside of the cavity can be further evacuated and a reduced pressure state can be maintained. If the inside of the cavity is not vacuumed, gas will be contained in the cast product, and when the product is subjected to heat treatment such as annealing after casting, the product is likely to be distorted and deformed. This is because it is difficult to obtain an effective effect. In order to cast a product with higher strength and quality, specifically, it is required to reduce the pressure in the cavity to about several tens of Torr.
Furthermore, from the viewpoint of improving productivity by die casting machine, vacuumtankThere is also a demand for shortening the time required for exhausting air as much as possible.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to depressurize the cavity,tankIt is necessary to provide a valve in the middle of the exhaust path communicating with the cavity and open and close the exhaust path with the valve.
For example, a method is known in which a valve is opened and closed using a cylinder device that is operated by pneumatic pressure or hydraulic pressure.
The timing for closing the valve is preferably set immediately before the molten metal is injected and filled into the cavity as much as possible from the viewpoint of preventing a decrease in the degree of vacuum in the cavity.
However, since the cylinder device has low response, the response time is likely to vary, and precise control is difficult, it is necessary to close the valve with some margin. When the valve is closed, the vacuumtankSince the evacuation by the air stops, there is a disadvantage that the degree of vacuum in the cavity is likely to decrease due to the intrusion of air from the outside into the cavity.
[0005]
As another valve opening / closing method, a cylinder device is used when opening the exhaust passage, and when closing the exhaust passage, the valve is driven by the inertial force of the molten metal injected and filled in the cavity, or the inertial force of the molten metal is reduced. A system for converting a pressure into a valve to drive the valve is known.
However, in this method, since the valve touches the molten metal, there is a possibility that the molten metal may invade into the exhaust passage. In addition, in order to convert the inertial force of the molten metal into pressure, a restriction is required in the flow path of the molten metal, and the cross-sectional area of this portion is reduced, and there is a disadvantage that it is difficult to perform exhaust efficiently. Furthermore, if the valve is driven by the inertia of the molten metal injected and filled into the cavity at high speed, the valve will collide with the valve seat vigorously, and the reaction may cause the valve to lift from the valve seat. There is also a possibility that molten metal may enter from between the valve seats.
[0006]
On the other hand, in order to achieve a higher vacuum inside the cavity, sufficient sealing is performed between the mating surfaces of the molds and between the extrusion pins for extruding the product and the molds to prevent air from entering from the outside. There is a need. If these seals are not made reliably, vacuumtankIt is difficult to obtain a high vacuum even if exhausted with
Sealing between the mating surfaces of the mold is possible by placing a resin seal member between the mating surfaces of the mold, but an exhaust passage is formed between the mating surfaces of the mold and in the vicinity of the sealing member. When positioned, even if a heat resistant material is used for the seal member, the seal member cannot withstand continuous use due to high temperature.
For this reason, conventionally, it is difficult to arrange the sealing member so as to continuously surround the periphery of the cavity between the mating surfaces of the molds, and particularly in the method of attaching the vacuum valve unit on the extension of the mold mating surfaces. It has been difficult to reliably perform sealing between the mating surfaces of the molds.
Since the extrusion pin directly contacts a product in a high temperature state, the temperature rise of the extrusion pin itself is unavoidable. Therefore, when a sealing member such as a resinous O-ring is used for sealing between the extrusion pin and the mold, there is a problem that the sealing member cannot withstand high temperatures. For this reason, conventionally, it has been difficult to sufficiently seal the extrusion pin and the mold.
[0007]
As described above, in the prior art, due to the structure of the valve that opens and closes the exhaust passage for decompressing the inside of the cavity and the sealing structure between the mating surfaces of the mold and between the extrusion pin and the mold, It was difficult to maintain the pressure under a high vacuum of about several tens of Torr.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a die casting apparatus that can make the inside of a mold cavity have a higher vacuum in a die casting apparatus using a vacuum die casting method. To do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The die casting apparatus of the present invention is a die casting for forming a die casting product by decompressing a cavity formed between a pair of moving molds and a stationary mold and injecting and filling a molten metal into the cavity. A device,A split surface exhaust passage formed between the split surface of the movable mold and the split surface of the fixed mold, and communicated with the cavity;Provided in the moving mold,The split surface exhaust passageCommunicate withFirstAn exhaust passage;A second exhaust path provided in the movable mold and communicating with the split surface exhaust path at a position further away from the cavity than a communication position between the split surface exhaust path and the first exhaust path;Provided in the moving mold,At the tip of the first exhaust path on the dividing surface sideSaidFirstOpen and close the exhaust passageFirstThe disc,A second valve body that is provided in the movable mold and opens and closes the second exhaust path at a tip end portion on the split surface side of the second exhaust path;A plurality of electromagnetic driving means provided in the movable mold, wherein each of the valve bodies is linearly moved in an opening / closing direction by electromagnetic force; and a control means for independently driving and controlling the electromagnetic driving means.A first vacuum system including a first vacuum pump connected to the first exhaust path, and a second vacuum system including a second vacuum pump connected to the second exhaust path; ,A seal cooling mechanism that is installed on the back of the moving mold and cools a seal member that prevents air from entering the cavity.The control means reduces the pressure in the cavity to a desired pressure by controlling the electromagnetic driving means so that the second exhaust path is opened and closed after the first exhaust path is opened and closed.
[0012]
In the present invention, an electromagnetic drive means that moves directly in the opening and closing direction by electromagnetic force is used to drive the valve body that opens and closes the exhaust passage formed in the mold. For this reason, the valve body can be moved with high response.
In the present invention, the pressure reduction in the cavity can be optimized by independently controlling the driving of the plurality of electromagnetic driving means.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Figure 1, DaIt is a figure which shows an example of a structure of an cast machine.
In FIG. 1, a die casting machine 1 includes a base 100, a fixed die plate 91 installed on the base 100, a fixed mold 2 attached to the fixed die plate 91, and a fixed mold 2 of the fixed die plate 91. Is attached to the movable die plate 92 so as to face the fixed mold 2, the injection device 95 provided on the opposite side, the movable die plate 92 placed on the base 100 facing the fixed die plate 91, and the fixed die 2. A movable mold 3, a link housing 71 connected by a fixed die plate 91 and a tie bar 80 between the movable die plate 92, and a toggle mechanism 110 including a plurality of links connecting the link housing 71 and the movable die plate 92. It has.
[0014]
The fixed die plate 91 is fixed to the base 100, and the movable die plate 92 is provided so as to be movable on the base 100.
The link housing 71 and the fixed die plate 91 are connected by four tie bars 80 that pass through the movable die plate 92.
[0015]
The toggle mechanism 110 includes a plurality of links, and connects the link housing 71 and the movable die plate 92. Note that the configuration of the toggle mechanism 110 is a well-known configuration and will not be described in detail.
The toggle mechanism 110 is connected to the cross head 72, and operates when the cross head 72 moves in the directions of arrows A1 and A2 along the screw shaft 73 to bring the link housing 71 and the movable die plate 92 closer to each other. Or keep them apart.
The screw shaft 73 is driven by a servo motor (not shown) provided in the link housing 71, and the cross head 72 screwed to the screw shaft 73 moves in the directions of arrows A1 and A2 by the rotation of the screw shaft 73.
[0016]
As shown in FIG. 1, when the crosshead 72 is moved in the direction of arrow A2 by driving a servo motor (not shown), the toggle mechanism 110 is operated, and the moving die plate 92 is separated from the link housing 71 (die closing). The fixed mold 2 and the movable mold 3 are closed. When the cross head 72 is further moved in the direction of the arrow A2, the tie bar 80 is extended, and the fixed mold 2 and the movable mold 3 are clamped by the tension generated in the tie bar 80.
[0017]
The injection device 95 injects and fills molten metal into a cavity (not shown) formed in the fixed mold 2 and the movable mold 3 that are clamped. A die-cast product is obtained by solidifying the molten metal injected and filled into the cavity.
[0018]
On the other hand, when a die-cast product is cast and then taken out, as shown in FIG. 2, when the cross head 72 is moved in the direction of the arrow A1, the moving die plate 92 approaches the link housing 71. The moving mold 3 is opened with respect to the fixed mold 2. When the fixed mold 2 and the moving mold 3 are opened, the die-cast product moves in a state of being fitted in the moving mold 3. A die-cast product is taken out by pushing out the die-cast product fitted in the movable mold 3 from the movable mold 3 by an extrusion mechanism described later.
[0019]
Figure 3, DaIcus equipmentGoldIt is sectional drawing which shows the structure of a mold periphery. FIG. 4 is a diagram showing the structure of the mating surface (divided surface) of the fixed mold 2, and FIG. 5 is a diagram showing the structure of the mating surface (divided surface) of the movable mold 3. Note that the fixed mold 2 and the movable mold 3 shown in FIG. 3 are in a clamped state.
As shown in FIG. 3, an injection device 95 is provided on the back side of the fixed mold 2.
[0020]
The injection device 95 includes a cylindrical sleeve 96 provided on the back side of the fixed mold 2, a plunger tip 97 fitted to the inner periphery of the sleeve 96, and a plunger rod 98 having one end connected to the plunger tip 97. And an injection cylinder device 99 connected to the other end of the plunger rod 98.
[0021]
The sleeve 96 includes a supply port 96 a, and the molten metal ML is supplied into the sleeve 96 from the supply port 96 a through the ladle 100.
The injection cylinder device 99 has a built-in piston, and a piston rod 99a and a plunger rod 98 connected to the piston are connected by a coupling 99b. The injection cylinder device 99 is driven by hydraulic pressure to expand and contract the piston rod 99a.
[0022]
The plunger tip 97 is connected to the plunger rod 98 and moves in the sleeve 96 by driving the injection cylinder device 99. The plunger tip 97 moves toward the fixed mold 2 in the sleeve 96 to which the molten metal ML is supplied, so that the molten metal ML passes through the runner portion Rn formed by the fixed mold 2 and the movable mold 3. The cavity C is filled.
Note that 98a is a sensor for detecting the number of passages of the magnetic poles as a pulse train on the outer periphery of the plunger rod 98 at a constant pitch with respect to the axial direction, and measures the injection speed of the plunger tip 97. It is. As shown, the sensor output is provided to the machine controller 52. 52a in the machine controller 52 is an injection plunger current position counter which indicates the position of the plunger tip 97. 52b is a molten metal supply port passage position setting register, 52c is a high-speed injection start position setting register, and when the value of the counter 52a matches the value of the registers 52b and 52c, the machine controller 52 A command is given to the valve controller 51 to perform the opening / closing operation.
[0023]
The runner portion Rn is formed by the groove portion Rna formed on the dividing surface 3a of the moving mold 3 and the dividing surface 2a of the fixed mold 2 shown in FIG.
The cavity C is formed on the split surface 2a of the fixed mold 2 shown in FIG. 4 in accordance with the shape of the die-cast product, and on the split surface 3a of the movable mold 3 shown in FIG. The concave surface Cb is formed.
[0024]
An exhaust path Ep is formed above the cavity C as shown in FIG. The exhaust path Ep includes a groove portion Epa continuous with the concave surface Cb formed on the dividing surface 3a of the movable mold 3 and a groove portion formed on the dividing surface 2a of the fixed mold 2 shown in FIG. And Epb. The concave portion Sa adjacent to the groove portion Epb is a contact portion of a valve described later.
[0025]
As shown in FIG. 3, a valve mechanism 21 is provided in communication with an exhaust path Ep formed between the dividing surface 2 a of the fixed mold 2 and the dividing surface 3 a of the moving mold 3.
The structure around the valve mechanism 21 will be described with reference to FIG.
[0026]
As shown in FIG. 6, the valve mechanism 21 includes an electromagnetic actuator 22, a valve shaft 23 connected to the electromagnetic actuator 22, and a disc-shaped valve body 24 that is integrally formed at the tip of the valve shaft 23. .
The valve shaft 23 and the valve body 24 are made of a metal material such as stainless steel, for example.
The electromagnetic actuator 22 is fixed to an opening end 29 b of a bottomed cylindrical guide member 29 that is fitted and inserted into an insertion hole 3 h formed in the movable mold 3 via a flange member 32.
A resin O-ring 30 is interposed between the guide member 29 and the insertion hole 3 h formed in the movable mold 3, and seals between the insertion hole 3 h and the guide member 29.
[0027]
A guide hole 29 a is formed in the bottomed portion of the guide member 29. The valve shaft 23 is movably fitted and inserted into the guide hole 29a. The valve shaft 23 has a diameter larger than that of the valve body 24 in the portion that fits into the guide hole 29a from the viewpoint of stabilization during movement. Further, the guide hole 29a and the valve shaft 23 are precisely fitted, and the space between the guide hole 29a and the valve shaft 23 is sealed.
The valve shaft 23 has a hollow portion 23a inside. This is because the inertia of the valve shaft 23 is reduced by weight reduction, and the movement of the valve shaft 23 is accelerated.
[0028]
The moving mold 3 is formed with an exhaust passage 26 that communicates with the exhaust passage Ep described above and into which the valve shaft 23 is inserted along a direction perpendicular to the dividing surface 3a. The portion of the moving mold 3 where the exhaust path 26 is formed is formed of another metal member 3 d in order to incorporate the valve mechanism 21 into the moving mold 3.
[0029]
A valve seat 39 is formed at the distal end of the exhaust passage 26 (on the dividing surface 3a side). The valve seat portion 39 is opposed to the valve body 24 and closes the exhaust passage 26 when the valve body 24 comes into contact with a valve seat surface 39 a formed on the valve seat portion 39. The valve seat surface 39 a is formed along the dividing surface 3 a of the moving mold 3.
The valve seat portion 39 is made of a material that is softer than the valve body 24 and that is familiar when it contacts the valve body 24. Specifically, it is a metal material such as a copper alloy.
[0030]
An exhaust passage 25 is formed in the moving mold 3 along a direction orthogonal to the exhaust passage 26. The exhaust passage 25 and the exhaust passage 26 communicate with each other. A mounting hole 3g is formed above the exhaust passage 25, and an exhaust pipe 55 is inserted into the mounting hole 3g.
The exhaust pipe 55 has a screw formed at the outer periphery of the tip, and this screw and a screw formed on the inner periphery of the mounting hole 3g are screwed together.
Further, a ring member 59 is fixed to the outer periphery on the upper end side of the mounting hole 3g through resinous O-rings 59a and 59b in order to seal between the exhaust pipe 55 and the mounting hole 3g.
[0031]
The electromagnetic actuator 22 includes a shaft member 22a connected to the valve shaft 23 inside the case, a permanent magnet (not shown) fixed to the shaft member 22a, and an electromagnet (not shown) provided around the permanent magnet. .
By supplying electric power to the electromagnet from the outside, an attractive force is generated between the permanent magnet and the electromagnet, and the shaft member 22a moves linearly.
The electromagnetic actuator 22 drives the valve body 24 in a direction to open and close the exhaust passage 26 indicated by arrows C1 and C2 in FIG. 6 by appropriately changing the direction of the current supplied to the electromagnet.
[0032]
As shown in FIG. 3, the electromagnetic actuator 22 is electrically connected to the valve controller 51 and receives power supply from the valve controller 51.
The valve controller 51 performs drive control of the electromagnetic actuator 22 to open and close the valve body 24. The valve controller 51 is electrically connected to a machine controller 52 that comprehensively controls the die casting machine 1, and controls the driving of the electromagnetic actuator 22 in accordance with a signal input from the machine controller 52.
[0033]
The exhaust pipe 55 is a vacuum as shown in FIG.tank50. This vacuumtank50 exhausts the inside of the cavity C through the exhaust pipe 55, the exhaust path 25, the exhaust path 26, and the exhaust path Ep. vacuumtankAs for 50, what can be evacuated to a high vacuum of about several Torr to several tens of Torr is used.
[0034]
A groove 3b for fitting the seal member 35 is formed on the dividing surface 3a of the movable mold 3. The seal member 35 is fitted into the groove 3b, and a part of the seal member 35 protrudes from the dividing surface 3a. When the protruding portion of the sealing member 35 matches the dividing surface 3a of the movable mold 3 and the dividing surface 2a of the fixed mold 2, the sealing member 35 contacts the dividing surface 2a and seals between the dividing surface 2a and the dividing surface 3a. To do.
The seal member 35 is preferably made of a material having a relatively high heat resistance such as silicon rubber. It is also possible to adopt a configuration in which the seal member 35 is fitted into the dividing surface 2 a of the fixed mold 2.
[0035]
As shown in FIG. 5, the seal member 35 is continuously provided on the outer peripheral portion of the dividing surface 3 a of the moving mold 3, and there is no seam.
Further, an exhaust path Ep, a cavity C, and a runner portion Rn are disposed on the inner peripheral side of the seal member 35.ThisAre sufficiently separated from the seal member 35.
[0036]
Next, a specific configuration of the extrusion mechanism 41 will be described.
The extrusion mechanism 41 is installed on the back of the movable mold 3 as shown in FIG.
The push mechanism 41 includes a plurality of push pins 42, holding plates 43 and 44 that hold one end of the push pins 42, a movable plate 45 to which the holding plates 43 and 44 are fixed, and a movable die that moves the movable plate 45. 3 and a seal cooling mechanism 61 are provided.
[0037]
The push pin 42 is formed of, for example, a metal member such as stainless steel, and is fitted and inserted into each insertion hole 3 k formed in the movable mold 3. As will be described later, the insertion hole 3k is fitted to the push pin 42 only in the vicinity of the dividing surface 3a of the movable mold 3, and the diameter of the insert hole 3k is increased so that the push pin 42 can easily slide. Has been.
As shown in FIG. 5, the insertion hole 3 k opens in the dividing surface 3 a of the moving mold 3. Each insertion hole 3k is provided with respect to the runner part Rn, the periphery of the cavity C, and the exhaust path Ep. By projecting the tip of the push pin 42 from these insertion holes 3k, the die-cast product fitted in the movable mold 3 can be pushed out.
[0038]
The holding plates 43 and 44 hold the rear end portion of each push pin 42 whose diameter is increased. The holding plates 43 and 44 are fixed to the movable plate 45.
As shown in FIG. 3, the movable plate 45 is guided so as to be movable in the directions of arrows E1 and E2. The movable plate 45 is moved within a predetermined range in the directions of arrows E1 and E2 by a driving means (not shown). By moving the movable plate 45 in the direction of the arrow E <b> 2, the distal end portion of the push pin 42 protrudes from the split surface 3 a of the movable mold 3.
[0039]
The extrusion pin 42 and the insertion hole 3k are fitted, and there is no possibility that the molten metal ML enters between the extrusion pin 42 and the insertion hole 3k, but air is present between the extrusion pin 42 and the insertion hole 3k. May intrude. If air enters from the outside between the push pin 42 and the insertion hole 3k, the inside of the cavity C cannot be made high vacuum when the inside of the cavity C is depressurized.
Moreover, since the extrusion pin 42 directly touches a high-temperature die-cast product, the temperature of the extrusion pin 42 itself may be high. For this reason, if a resinous sealing member (O-ring) is provided between the push pin 42 and the insertion hole 3k and the space between the push pin 42 and the insertion hole 3k is sealed, the O-ring cannot withstand high temperatures and is continuously It may not be usable.
[0040]
In the present embodiment, the seal cooling mechanism 61 is provided on the back portion of the movable mold 3 in order to solve the above problem.
FIG. 7 is a view showing a specific structure of the seal cooling mechanism 61.
As shown in FIG. 7, the seal cooling mechanism 61 includes a plate-like first member 63 having a recess 63h, a plate-like second member 64 fixed to the recess 63h side of the first member 63, and a first And a seal holding member 65 fixed to the first member 63 and the second member 64.
[0041]
The first member 63 and the second member 64 are connected to each other, and a coolant accommodating space Sa is formed between the concave portion 63 h of the first member 63 and the facing surface of the second member 64. A resin O-ring 75 is interposed between the first member 63 and the second member 64, and seals between the first member 63 and the second member 64.
[0042]
The second member 64 is fixed to the back surface of the movable mold 3. A resin O-ring 74 is interposed in the outer peripheral portion between the second member 64 and the back surface of the movable mold 3, and seals between the second member 64 and the back surface of the movable mold 3. Yes.
A recess 64 a is formed on the surface of the second member 64 facing the moving mold 3, which is located on the inner peripheral side of the O-ring 74, and there is a gap between the moving mold 3 and the second member 64. S is formed.
[0043]
In the peripheral wall portion of the first member 63, a supply port 63b for supplying the coolant W to the coolant storage space Sa, and a discharge port 63c for discharging the coolant W stored in the coolant storage space Sa, Is formed.
[0044]
The seal holding member 65 is made of a cylindrical member, and has an enlarged diameter portion at an end on the back side of the movable mold 3, and is formed in the insertion hole 63 a formed in the first member 63 and the second member 64. The outer periphery is fitted and inserted into the insertion hole 64 b and is fixed to the first member 63 and the second member 64. Resin O-rings 72 and 73 are held on the inner periphery of the insertion hole 63a of the first member 63 and the insertion hole 64b of the second member 64, respectively.
These O-rings 72 and 73 seal between the outer periphery of the seal holding member 65 and the insertion hole 63a and the insertion hole 64b.
[0045]
The seal holding member 65 includes a through hole 65a into which the push pin 42 is fitted and inserted at the center. A resin O-ring 70 is held on the inner side of the through-hole 65a on the second member 64 side, and a resin O-ring 71 is held on the first member 63 side.
The O-rings 70 and 71 seal between the push pin 42 and the through hole 65a.
Further, the seal holding member 65 includes a hollow portion 65 c and a through hole 65 b formed in a direction orthogonal to the push pin 42.
[0046]
In the seal cooling mechanism 61 having the above configuration, the coolant supply pipe 30 is connected to the supply port 63 b of the first member 63, and the coolant W is supplied through the coolant supply pipe 30. For the cooling liquid W, for example, water is used.
[0047]
The coolant W supplied from the coolant supply pipe 30 is introduced into the coolant storage space Sa, and a part of the coolant W is supplied to the cavity 65 c through the through hole 65 b of the seal holding member 65.
The cooling liquid W supplied to the cavity 65c cools a part of the extrusion pin 42 exposed in the cavity 65c.
Therefore, the extrusion pin 42 existing in the vicinity of the cavity 65c is partially cooled.
By continuously supplying the cooling liquid W from the cooling liquid supply pipe 30, fresh cooling liquid W circulates in the vicinity of the cavity 65c, and is discharged to the discharge port 63c through the through hole 65b.
[0048]
On the other hand, of the O-rings 70 and 71 fitted to the outer periphery of the push pin 42, the O-ring 70 enters air from the outside between the insertion hole 3 k formed in the movable mold 3 and the push pin 42. And the role of preventing the coolant W from entering the insertion hole 3k. The O-ring 71 plays a role of preventing the coolant W from leaking from the coolant storage space Sa.
These O-rings 70 and 71 are continuously used in an environment where the temperature of the extrusion pin 42 reaches, for example, a high temperature of 200 ° C. or higher, even though the O-rings 70 and 71 are formed of a heat-resistant material such as silicon rubber or fluorine rubber. I can't stand it.
In the present embodiment, even if the extrusion pin 42 touches a high-temperature die-cast product and the temperature rises, the cavity 65c is disposed in the vicinity of the O-rings 70 and 71, so the O-rings 70 and 71 of the extrusion pin 42. The part which contacts is suppressed to 100 degrees C or less, for example. As a result, the O-rings 70 and 71 are not damaged by heat.
[0049]
Next, an example of operation | movement of the die-casting machine 1 of the said structure is demonstrated.
First, the toggle mechanism 110 is operated under the control of the machine controller 52 from the state shown in FIG. 2 in which the die casting machine 1 is in the state shown in FIG. 2, that is, the fixed die 2 and the movable die 3 are in the mold open state. The mold 2 and the moving mold 3 are clamped.
When the fixed mold 2 and the movable mold 3 are clamped, the gap between the divided surface 2 a of the fixed mold 2 and the divided surface 3 a of the movable mold 3 is sealed by the seal member 35.
When the die casting machine 1 is started, the seal cooling mechanism 61 is in a state where the coolant W is supplied.
When the die casting machine 1 is started, a vacuum istank50 is also activated, but the valve body 24 of the valve mechanism 21 is in a state where the discharge passage 26 is closed. Therefore, the cavity C is not exhausted.
[0050]
On the other hand, a predetermined amount of molten metal such as an aluminum alloy is supplied to the sleeve 96 of the injection device 95 by the ladle 100.
When the supply of the molten metal by the ladle 100 is completed, the plunger chip 97 is driven under the control of the machine controller 52. When the distal end of the plunger tip 97 passes through the supply port 96a of the sleeve 96, the sleeve 96 is sealed by the plunger tip 97, and air intrusion into the cavity C from the sleeve 96 side is blocked.
When the plunger tip 97 starts to move, the plunger tip 97 is normally moved at a low speed.
[0051]
For example, the machine controller 52 determines that the plunger chip 97 has passed through the supply port 96 a of the sleeve 96 from the detection position of the plunger chip 97, and outputs a command to open the valve body 24 of the valve mechanism unit 21 to the valve controller 51. .
In response to a command from the machine controller 52, the valve controller 51 supplies power for driving the electromagnetic actuator 22 of the valve mechanism unit 21 to the electromagnetic actuator 22.
[0052]
When the electromagnetic actuator 22 is driven, as shown in FIG. 8, the valve body 24 moves in the direction of the arrow C2, and the valve body 24 contacts the contact surface Sa formed on the split surface 2a of the fixed mold 2. Stop in contact.
At this time, since the valve body 24 is driven by the electromagnetic actuator 22, for example, the valve body 24 opens for a period of several msec to tens of msec and in a substantially constant time. For example, when a hydraulic cylinder is used to drive the valve body 24, it takes 2 to several tens of msec until the valve body 24 is completely opened, and the time varies.
[0053]
By the movement of the valve body 24, a gap is formed between the valve body 24 and the valve seat surface 39a. From the gap between the valve body 24 and the valve seat surface 39a, the air (gas) in the cavity C is exhausted through the discharge path Ep, the discharge path 26, the discharge path 25, and the discharge pipe 55 communicating with the cavity C.
[0054]
The dividing surface 2a of the fixed mold 2 and the dividing surface 3a of the moving mold 3 are securely sealed by the seal member 35, and a seal cooling mechanism is provided between the push pin 42 and the moving mold 3. Since the O-ring 70 provided in the part 61 is securely sealed, the inside of the cavity C is rapidly decompressed.
[0055]
Here, the relationship between the pressure reduction in the cavity C and the injection speed will be described with reference to the graph shown in FIG.
A graph (1) shown in FIG. 9 shows a decompression curve in the cavity C, and a graph (2) shows an injection speed waveform of the plunger tip 97. As a comparative example, graph (3) shows a depressurization curve in cavity C when the valve is opened and closed using a conventional electromagnetic switching valve and hydraulic / pneumatic cylinder device, and graph (4) shows the exhaust path. When the valve is closed, a depressurization curve in the cavity C when the valve is driven by the inertial force of the molten metal injected and filled in the cavity is shown. In graphs (3) and (4), the seal cooling mechanism 61 is not provided, and a sealing member is continuously interposed between the split surface 2a of the fixed mold 2 and the split surface 3a of the movable mold 3. It is a case where it is not allowed.
[0056]
As shown in the graph (1), when the decompression start time is Pt1, the responsiveness of the valve body 24 is good, and the inside of the cavity C is rapidly decelerated from the decompression start time Pt1. Furthermore, since there is almost no air leakage between the extrusion pin and the mold or between the divided surface 2a of the fixed mold 2 and the divided surface 3a of the movable mold 3, the decompression can be performed efficiently in a short time. Recognize.
[0057]
On the other hand, in the graph (3) and the graph (4), since the cylinder device is used for driving the valve, the time lag from the depressurization start point Pt1 until the actual depressurization is started is relatively long. It can be seen that the air is not efficiently decompressed because there is air leakage between or between the split surface 2a of the fixed mold 2 and the split surface 3a of the movable mold 3.
[0058]
As the plunger tip 97 moves, the molten metal ML is also filled in the runner portion Rn that communicates the cavity C and the sleeve 96. In this state, the inside of the cavity C is in a high vacuum state of about 20 to 40 Torr, for example.
[0059]
Injection / filling of the molten metal ML into the cavity C is performed by switching the injection speed of the plunger tip 97 at a high speed. That is, the injection speed is switched to high speed at the high-speed injection start time point Pt2 shown in FIG.
However, before switching to high-speed injection, the exhaust path needs to be closed by the valve body 24 in order to prevent the molten metal ML from entering the valve mechanism portion 21.
The timing for closing the exhaust passage 26 with the valve body 24 is preferably immediately before the high-speed injection start point Pt2. That is, after the exhaust passage 26 is closed by the valve body 24, the exhaust in the cavity C is not performed, and the pressure in the cavity C may increase due to air leakage.
[0060]
In the present embodiment, the electromagnetic actuator 22 is used to drive the valve body 24, and the valve shaft 23 is reduced in weight. Therefore, the valve body 23 can be closed in a short time of about several milliseconds to several tens of milliseconds, and electromagnetic Since there is almost no variation in the response of the actuator 22, it can be performed immediately before the high-speed injection start point Pt2.
[0061]
The timing at which the exhaust passage 26 is closed by the valve body 24 is determined by the machine controller 52 detecting the pressure in the cavity C with the detection position of the plunger tip 97 or a pressure sensor provided in the mold. The machine controller 52 outputs a command to the valve controller 51 in response to detection of these signals.
[0062]
When the electromagnetic actuator 22 is driven and the discharge passage 26 is closed by the valve body 24, the valve body 24 collides with the valve seat surface 39a of the valve seat portion 39 at a high speed. And may jump up.
However, in the present embodiment, as the material for forming the valve seat portion 39, a material that suppresses repulsion, that is, a material that is softer and more familiar than the material for forming the valve body 24, is used. Bounce-up at the time of collision with the valve seat portion 39 can be suppressed as much as possible. As a result, it is possible to prevent the molten metal from entering the valve mechanism portion 21 by mistake.
[0063]
When the high-speed injection is switched to the high-speed injection start time Pt2, the molten metal ML is filled in the cavity C and solidifies. Thereby, a desired die-cast product is obtained.
[0064]
In order to take out the die-cast product formed from the fixed mold 2 and the movable mold 3 in the clamped state, the toggle mechanism 110 is operated to open the fixed mold 2 and the movable mold 3.
When the fixed mold 2 and the movable mold 3 are opened (at this time, the plunger tip presses the biscuit portion following the runner portion with a predetermined pressure), the molded die-cast product is separated from the fixed mold 2.
In this state, the die casting product can be removed from the moving mold 3 by operating the extruding mechanism 41 and causing the extruding pin 42 to protrude from the split surface 3 a of the moving mold 3.
[0065]
At this time, since the extrusion pin 42 directly touches the die-cast product in a high temperature state, the temperature of the extrusion pin 42 also rises.
On the other hand, in the seal cooling mechanism 61, the O-rings 70 and 71 fitted to the push pin 42 are not exposed to high temperatures because the push pin 42 is partially cooled. The function of 71 is not deteriorated by heat.
[0066]
Furthermore, since the cooling liquid W is continuously supplied to the seal cooling mechanism 61, the temperature of the seal cooling mechanism 61 is sufficiently lower than the temperature of the moving mold 3.
For this reason, if the seal cooling mechanism 61 is in direct contact with the moving mold 3, the temperature distribution of the moving mold 3 may be affected, which may affect the quality of the die cast product. Since the gap is formed between the seal cooling mechanism 61 and the moving mold 3 so that the seal cooling mechanism 61 and the moving mold 3 are not in direct contact with each other, the moving mold 3 of the seal cooling mechanism 61 is arranged. The influence on can be suppressed.
[0067]
As described above, according to this embodiment, the cavity C and the vacuumtankBy using the electromagnetic actuator 22 to drive the valve body that opens and closes the exhaust passage communicating with the exhaust passage 50, the exhaust passage can be quickly opened and closed. Since the electromagnetic actuator 22 is driven by electric power, it is not necessary to supply hydraulic oil or the like, and the valve mechanism 21 can be downsized. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning of the valve mechanism part 21 with respect to a metal mold | die increases, and the valve body 24 and the cavity C, and a vacuumtankIt is easy to optimize the arrangement of the exhaust passages that communicate with the engine 50.
Cavity C and vacuumtank50 can optimize the arrangement of the exhaust passage communicating with 50, so that the seal member 35 can be interposed between the outer peripheral portion of the split surface 2a of the fixed mold 2 and the split surface 3a of the movable mold 3, Cavity C and vacuumtankA sufficient distance can be ensured between the exhaust passage communicating with 50 and the seal member 35, and burning of the seal member 35 due to heat can be prevented.
Furthermore, according to the present embodiment, a general-purpose resin sealing member such as an O-ring can be easily provided as a seal between the extrusion pin 42 and the mold by partially forcibly cooling the extrusion pin 42 that is at a high temperature. Can be used.
[0068]
FIG. 10 shows the die casting machine of the present invention.The fruitIt is sectional drawing which shows the structure around the metal mold | die which concerns on embodiment. As mentioned aboveDie casting machineThe same components as those in FIG.
As shown in FIG. 10, the moving mold 3 of the die casting machine according to the present embodiment is provided with a plurality of valve mechanism portions 201 and 202.
The structure of the valve mechanism parts 201 and 202 is the same as that of the valve mechanism part 21 described above.
[0069]
The valve mechanism 201 is provided in the middle of the exhaust path Ep formed between the dividing surface 3a of the movable mold 3 and the dividing surface 2a of the stationary mold 2. The exhaust passage Ep communicates with the cavity C.
The exhaust path Ep is evacuated through exhaust paths 301 and 302 formed in the movable mold 3 corresponding to the valve mechanism 201.tank501 and a vacuum through exhaust passages 303 and 304 formed corresponding to the valve mechanism 202.tank502 communicates.
vacuumtank501 and 502 have equivalent exhaust capacity.
[0070]
The electromagnetic actuators 22 of the valve mechanism parts 201 and 202 are connected to a common valve controller 51.
The valve controller 51 can drive the valve mechanism portions 201 and 202 independently of each other.
[0071]
As described in the first embodiment, by using the electromagnetic actuator 22 for driving the valve body 24, the valve mechanism portion can be reduced in size, and the degree of freedom in arrangement with respect to the mold can be increased. .
For this reason, it is possible to easily install the plurality of valve mechanism portions 201 and 202 in the mold.
[0072]
As described above, by installing a plurality of valve mechanism portions 201 and 202 in a mold, the total cross-sectional area of the exhaust passage for exhaust can be increased compared to the case where a single valve mechanism portion is installed. Therefore, efficient exhaust in the cavity C becomes possible. In other words, when installing a single valve mechanism, vacuumtankEven if the exhaust capacity is increased, if the cross-sectional area of the discharge path is small, the pressure cannot be rapidly reduced in a short time. Moreover, when the cross-sectional area of the discharge path is enlarged, the molten metal easily enters the discharge path.
[0073]
In addition, by installing a plurality of valve mechanism portions 201 and 202 in a mold and driving them independently, the timing of opening and closing the valves can be optimized according to the arrangement of the valve mechanism portions. .
[0074]
Next, an example of the pressure reducing operation in the cavity C when a plurality of valve mechanism parts 201 and 202 are used will be described with reference to FIG.
In FIG. 11, a graph (1) shows a decompression curve in the cavity C, and a graph (2) shows an injection speed waveform of the plunger tip 97.
First, the valve mechanism parts 201 and 202 start the low-speed movement of the plunger tip 97 from the state where the discharge path is closed.
Next, at the injection start time Pt1, one of the valve mechanisms 201 is opened, and pressure reduction in the cavity C is started. In this state, the other valve mechanism 202 is closed.
[0075]
By opening the valve mechanism 201, the cavity C is vacuumed.tankThe pressure is rapidly reduced by 501.
Next, when reaching the time point Pt2 when the inside of the cavity C is reduced to a certain pressure, the valve mechanism 201 is closed and the valve mechanism 202 is opened. As a result, the cavity C is vacuumed.tankThe decompression is continued by 502. The opening / closing operation of the valve mechanism parts 201 and 202 is performed by outputting a command from the machine controller 52 to the valve controller 51.
[0076]
By the way, vacuumtankAs a characteristic, it is known that the exhaust speed gradually decreases as the pressure decreases. For example, vacuumtankWhen the pressure is reduced by 501, the exhaust speed gradually decreases. For this reason, vacuumtankAfter a certain amount of pressure reduction by 501, the vacuum that reduces the pressure inside the cavity CtankThe vacuumtankBy exchanging with 502, it is possible to suppress the decrease in the exhaust speed as much as possible, and it is possible to shorten the time required to reduce the pressure to a desired pressure.
[0077]
vacuumtankDue to the pressure reduction in the cavity C by 502, the inside of the cavity C reaches a high vacuum state.
In this state, as shown at time Pt3 in the graph (2), the injection speed of the plunger tip 97 is switched to a high speed.
[0078]
On the other hand, the timing for closing the valve mechanism 202 is preferably as late as possible from the viewpoint of maintaining the inside of the cavity C in a high vacuum state. Therefore, even after switching to high-speed injection, the exhaust path communicating with the vacuum pump 502 is closed by keeping the valve mechanism 202 open unless the molten metal reaches the valve mechanism 202. The subsequent increase in pressure in the cavity C can be reliably suppressed.
In the present embodiment, the valve mechanism 202 is closed after switching to the high-speed injection as at the point Pt4 in the graph (2).
[0079]
The time required for high-speed injection is as short as, for example, about 40 to 200 msec. However, in this embodiment, the electromagnetic actuator 22 is used for the valve mechanism portion, and therefore, at such an appropriate timing within such a limited time. The valve mechanism 202 can be closed.
Further, among the plurality of valve mechanism portions 201 and 202, the valve mechanism portion 202 is located farther from the cavity C than the valve mechanism portion 201, and the valve mechanism portion 202 in such a separated position is the last. By closing, it is possible to prevent the molten metal from entering the valve mechanism while delaying the closing timing of the exhaust passage communicating with the cavity C as much as possible.
[0080]
In the above-described embodiment, the case where the two valve mechanism portions 201 and 202 are provided in the mold has been described. However, a larger number of valve mechanism portions may be provided.
In the above-described embodiment, the case where the two valve mechanism parts 201 and 202 are installed on the common discharge path Ep has been described. However, the discharge path formed between the divided surfaces corresponds to a plurality of valve mechanism parts. It is also possible to adopt a configuration formed by the above.
[0081]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inside of a metal mold cavity can be made into a higher vacuum in the die-casting apparatus using the vacuum die-casting method.
Further, according to the present invention, the inside of the mold cavity can be decompressed efficiently in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a die casting machine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a view showing a mold open state of the die casting machine shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure around a mold according to the first embodiment of the die casting apparatus of the present invention.
4 is a view showing a structure of a dividing surface of a fixed mold 2. FIG.
FIG. 5 is a view showing a structure of a dividing surface of a moving mold 3;
6 is a cross-sectional view showing the structure around the valve mechanism 21. FIG.
7 is a cross-sectional view showing a specific structure of the seal cooling mechanism 61. FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining an operating state of the valve mechanism section 21;
FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the decompression in the cavity C and the injection speed.
FIG. 10 is a die casting machine of the present invention.OneIt is sectional drawing which shows the structure around the metal mold | die which concerns on embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the decompression in the cavity C and the injection speed.
[Explanation of symbols]
1 ... Die-casting machine
2 ... Fixed mold
3 ... Moving mold
21 ... Valve mechanism
22 ... Electromagnetic actuator
23 ... Valve shaft
24 ... Valve
39 ... Valve seat
39a ... Valve seat surface
50,501,502 ... Vacuumtank

Claims

一対の移動金型及び固定金型より成る金型の間に形成されるキャビティ内を減圧し、当該キャビティ内に金属溶湯を射出・充填してダイカスト製品を成形するダイカスト装置であって、
前記移動金型の分割面と前記固定金型の分割面との間に形成され、前記キャビティに連通する分割面排気路と、
前記移動金型内に設けられ、前記分割面排気路に連通する第１の排気路と、
前記移動金型内に設けられ、前記分割面排気路に、前記分割面排気路と前記第１の排気路との連通位置よりも前記キャビティから離れた位置において連通する第２の排気路と、
前記移動金型に設けられ、前記第１の排気路の分割面側の先端部において前記第１の排気路を開閉する第１の弁体と、
前記移動金型に設けられ、前記第２の排気路の分割面側の先端部において前記第２の排気路を開閉する第２の弁体と、
前記移動金型に設けられ、前記各弁体を電磁力によって開閉方向に直動させる複数の電磁駆動手段と、
前記電磁駆動手段をそれぞれ独立に駆動制御する制御手段と、
前記第１の排気路に接続される第１の真空ポンプを含む第１の真空引き系と、
前記第２の排気路に接続される第２の真空ポンプを含む第２の真空引き系と、
前記移動金型の背部に設置され、前記キャビティへの空気の侵入を防止するシール部材を冷却するシール冷却機構部と、
を有し、
前記制御手段は、前記第１の排気路の開閉後に前記第２の排気路の開閉が行われるように前記電磁駆動手段を制御することによって前記キャビティ内を所望の圧力に減圧する
ダイカスト装置。A die casting apparatus for forming a die cast product by decompressing a cavity formed between a pair of moving molds and a fixed mold, and injecting and filling a molten metal into the cavity.
A split surface exhaust passage formed between the split surface of the movable mold and the split surface of the fixed mold, and communicated with the cavity;
A first exhaust passage provided in the moving mold and communicating with the split surface exhaust passage ;
A second exhaust path provided in the movable mold and communicating with the split surface exhaust path at a position further away from the cavity than a communication position between the split surface exhaust path and the first exhaust path;
A first valve body that is provided in the movable mold and opens and closes the first exhaust passage at a tip end portion on a split surface side of the first exhaust passage;
A second valve body that is provided in the movable mold and opens and closes the second exhaust path at a tip end portion on the split surface side of the second exhaust path;
A plurality of electromagnetic driving means provided in the moving mold, and configured to move each valve body in an opening / closing direction by electromagnetic force;
Control means for independently controlling the driving of the electromagnetic driving means ;
A first evacuation system including a first vacuum pump connected to the first exhaust path;
A second evacuation system including a second vacuum pump connected to the second exhaust path;
A seal cooling mechanism that is installed on the back of the moving mold and cools a seal member that prevents air from entering the cavity; and
I have a,
The control means is a die casting apparatus for reducing the inside of the cavity to a desired pressure by controlling the electromagnetic drive means so that the second exhaust path is opened and closed after the first exhaust path is opened and closed .