JP5412201B2 - Casting mold - Google Patents

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Description

本発明は、鋳造金型に関する。詳しくは、キャビティ、ランナ、およびランドフィードを備える鋳造金型に関する。   The present invention relates to a casting mold. Specifically, the present invention relates to a casting mold including a cavity, a runner, and a land feed.

従来より、高温で流動性のある溶湯を金型内部に供給して、この溶湯を金型内部で凝固させることで、所望の形状の製品を得る鋳造金型が知られている。
この鋳造金型は、例えば、ゲートが複数設けられたキャビティと、鉛直方向に延びるランナと、このランナから分岐部で分岐して水平方向に延びて、各ゲートに至る複数のランドフィード部と、を備えている(特許文献1参照)。
以上の鋳造金型によれば、溶湯供給源からランナの下端に溶湯を供給すると、この溶湯は、各分岐部でランドフィードにも流入しながら、ランナ内を上昇する。そして、各ランドフィードに流入した溶湯は、ゲートを介して、キャビティ内に流入する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a casting mold is known in which a molten metal that is fluid at high temperature is supplied into a mold and the molten metal is solidified inside the mold to obtain a product having a desired shape.
The casting mold includes, for example, a cavity provided with a plurality of gates, a runner extending in the vertical direction, a plurality of land feed portions branched from the runner at branch portions and extending in the horizontal direction, and reaching each gate, (See Patent Document 1).
According to the above casting mold, when the molten metal is supplied from the molten metal supply source to the lower end of the runner, the molten metal rises in the runner while flowing into the land feed at each branch portion. And the molten metal which flowed into each land feed flows in into a cavity via a gate.

特開平9−209832号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-209832

ところで、以上の鋳造金型では、ランナの各ランドフィードへの分岐部の角部を、丸い形状としている。この理由は、角部が鋭利な形状である場合、溶湯が凝固した後に製品を脱型すると、この鋭利な角部を起点としてランナ部が割れて、この割れたランナ部が金型内部に残る場合があるためである。また、この鋭利な角部に熱が籠もって、溶湯が金型に焼き付きやすくなったり、この鋭利な角部に熱応力が作用し、金型が欠けたりする場合があるからである。   By the way, in the above casting metal mold | die, the corner | angular part of the branch part to each land feed of a runner is made into the round shape. The reason for this is that, when the corner has a sharp shape, when the product is demolded after the molten metal has solidified, the runner is cracked starting from the sharp corner, and the broken runner remains in the mold. This is because there are cases. In addition, heat is trapped in the sharp corners, and the molten metal is likely to seize on the mold, or thermal stress acts on the sharp corners and the mold may be chipped.

しかしながら、流体である溶湯には物体の表面に沿って流れる性質(以下、コアンダ効果と呼ぶ)があるうえに、溶湯に重力が作用するため、ランナに供給された溶湯は、ランドフィードへの分岐部において、ランナ内をさらに上昇するのではなく、丸い角部に沿ってランドフィード内に流れやすい。
その結果、溶湯供給源に近いゲートから順番に、溶湯がキャビティ内に吐出されることになり、各ランドフィードからキャビティに溶湯が流入するタイミングにばらつきが生じて、製品の品質が安定しないおそれがあった。
However, the molten metal, which is a fluid, has the property of flowing along the surface of the object (hereinafter referred to as the Coanda effect) and gravity acts on the molten metal, so that the molten metal supplied to the runner is branched to the land feed. In the part, it does not further rise in the runner, but tends to flow into the land feed along the round corners.
As a result, the molten metal is discharged into the cavity sequentially from the gate close to the molten metal supply source, and the timing at which the molten metal flows into the cavity from each land feed may vary, which may result in unstable product quality. there were.

特に、一つの金型に同一形状のキャビティを点対称に2つ設け、一度に2つの製品を鋳造する場合、この傾向が顕著となる。
すなわち、キャビティが点対称で形成されているため、一方のキャビティでは、製品の上部に相当する部分に先行して溶湯が流入し、他方のキャビティでは、製品の下部に相当する部分に先行して溶湯が流入することになる。よって、2つのキャビティで鋳造した製品の品質が大きく異なってしまう。
In particular, when two cavities having the same shape are point-symmetrically provided in one mold and two products are cast at a time, this tendency becomes remarkable.
That is, since the cavity is formed point-symmetrically, in one cavity, the molten metal flows before the part corresponding to the upper part of the product, and in the other cavity, the part corresponding to the lower part of the product is preceded. Molten metal will flow in. Therefore, the quality of the product cast in the two cavities is greatly different.

本発明は、溶湯の先行流入をできる限り抑制できる鋳造金型を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the casting die which can suppress the prior | preceding inflow of a molten metal as much as possible.

本発明の鋳造金型(例えば、後述の鋳造金型1)は、ゲート(例えば、後述のゲート41〜45)が複数設けられたキャビティ(例えば、後述のキャビティ4A、4B)と、直線状に延びるランナ(例えば、後述のランナ3)と、当該ランナから分岐部(例えば、後述の分岐部31〜35)で分岐して当該ランナの直交方向に延びて前記複数のゲートに至る複数のランドフィード(例えば、後述のランドフィード51〜55)と、を備え、前記ランナから、前記ランドフィードおよび前記ゲートを介して、前記キャビティに溶湯が供給される鋳造金型であって、前記複数の分岐部のそれぞれについて、上流側の角部(例えば、後述の角部31A)の曲率半径(例えば、後述の曲率半径R)は、下流側の角部(例えば、後述の角部31B)の曲率半径(例えば、後述の曲率半径R)よりも小さいことを特徴とする。 The casting mold of the present invention (for example, a casting mold 1 described later) is linearly formed with a cavity (for example, a cavity 4A, 4B described later) provided with a plurality of gates (for example, gates 41-45 described later). A runner that extends (for example, a runner 3 described later) and a plurality of land feeds that branch from the runner at branch portions (for example, branch portions 31 to 35 described later) and extend in the orthogonal direction of the runner to reach the plurality of gates. (For example, land feeds 51 to 55 described later), and a molten metal is supplied from the runner to the cavity through the land feed and the gate, and the plurality of branch portions respectively, for the upstream side of the corner (e.g., corner portions 31A to be described later) radius of curvature (e.g., radius of curvature R 1 described later), the corner portion on the downstream side (e.g., the corner portion 31B described later) The radius of curvature (e.g., radius of curvature R 2, below), wherein the less than.

この発明によれば、上流側の角部の曲率半径を、下流側の角部の曲率半径よりも小さくした。上流側の角部の曲率半径が小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、従来に比べて、ランドフィードに流れ込む溶湯を低減できる。
また、下流側の角部の曲率半径が大きいため、溶湯の一部がランドフィードに流れ込もうとしても、この溶湯を下流側の角部で受けて、ランナに戻すことができる。
以上より、溶湯がランナ内にほぼ行き渡った後、ランナ内の溶湯がランナからランドフィードに流入することになるので、複数のゲートからほぼ同じタイミングで溶湯をキャビティ内に流入させることができ、製品の品質を安定させることができる。
According to the present invention, the curvature radius of the upstream corner is made smaller than the curvature radius of the downstream corner. Since the radius of curvature of the corner portion on the upstream side is small, the Coanda effect is small, so that the molten metal flowing into the land feed can be reduced as compared with the conventional case.
Further, since the radius of curvature of the downstream corner is large, even if a part of the molten metal flows into the land feed, the molten metal can be received by the downstream corner and returned to the runner.
From the above, after the molten metal has almost reached the runner, the molten metal in the runner flows from the runner into the land feed, so the molten metal can flow into the cavity from multiple gates at almost the same timing. Can stabilize the quality.

この場合、前記複数の分岐部のうち互いに隣接するもの同士は、所定間隔(例えば、後述の所定間隔d〜d)を空けて設けられることが好ましい。 In this case, it is preferable that those adjacent to each other among the plurality of branch portions are provided with a predetermined interval (for example, predetermined intervals d 1 to d 4 described later).

この発明によれば、複数の分岐部のうち互いに隣接するもの同士を、所定間隔を空けて設けた。よって、互いに隣り合う分岐部同士の間には、断面積が一定となるランナが形成されることになる。これにより、下流側の角部を確実に形成して、この下流側の角部で溶湯を確実に受けてランナに戻すことができるから、溶湯の流れが乱れるのを防止できる。そのため、各分岐部で生じるコアンダ効果を確実に抑制できる。   According to the present invention, adjacent ones of the plurality of branch portions are provided at a predetermined interval. Therefore, a runner having a constant cross-sectional area is formed between adjacent branch portions. Thus, the downstream corner can be reliably formed, and the molten corner can be reliably received and returned to the runner at the downstream corner, so that the molten metal flow can be prevented from being disturbed. Therefore, the Coanda effect generated at each branch portion can be reliably suppressed.

この場合、前記上流側の角部の曲率半径は、3mm以上5mm以下であり、前記下流側の角部の曲率半径は、前記ランドフィードの幅(例えば、後述の幅t)の1.2倍以上であることが好ましい。   In this case, the curvature radius of the corner on the upstream side is 3 mm or more and 5 mm or less, and the curvature radius of the corner on the downstream side is 1.2 times the width of the land feed (for example, width t described later). The above is preferable.

この発明によれば、上流側の角部の曲率半径を3mm以上5mm以下とした。よって、コアンダ効果を小さくできるうえに、この角部に熱が籠もって溶湯が金型に焼きつきやすくなったり、この角部に熱応力が作用して金型が欠けたりするのを防止できる。
上流側の角部の曲率半径が3mm未満の場合、角部に熱が籠もって溶湯が金型に焼きつきやすくなったり、この角部に熱応力が作用して金型が欠けたりする。一方、上流側の角部の曲率半径が5mmを超える場合、コアンダ効果が小さくならない。
According to the present invention, the radius of curvature of the upstream corner is set to 3 mm or more and 5 mm or less. Therefore, the Coanda effect can be reduced, and it can be prevented that heat is trapped in the corner portion and the molten metal is easily baked on the mold, or the mold is chipped due to thermal stress acting on the corner portion.
When the curvature radius of the corner portion on the upstream side is less than 3 mm, heat is trapped in the corner portion and the molten metal is easily baked on the mold, or thermal stress acts on the corner portion and the mold is chipped. On the other hand, when the curvature radius of the corner on the upstream side exceeds 5 mm, the Coanda effect is not reduced.

また、下流側の角部の曲率半径を、ランドフィードの幅の1.2倍以上とした。よって、溶湯の一部がランドフィードに流れ込もうとしても、この溶湯を下流側の角部で確実に受けてランナに戻すことができる。   Further, the radius of curvature at the corner on the downstream side was set to 1.2 times or more the width of the land feed. Therefore, even if a part of the molten metal flows into the land feed, the molten metal can be reliably received at the corner on the downstream side and returned to the runner.

本発明によれば、上流側の角部の曲率半径を、下流側の角部の曲率半径よりも小さくした。上流側の角部の曲率半径が小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、従来に比べて、ランドフィードに流れ込む溶湯を低減できる。また、下流側の角部の曲率半径が大きいため、溶湯の一部がランドフィードに流れ込もうとしても、この溶湯を下流側の角部で受けて、ランナに戻すことができる。以上より、溶湯がランナ内にほぼ行き渡った後、ランナ内の溶湯がランナからランドフィードに流入することになるので、複数のゲートからほぼ同じタイミングで溶湯をキャビティ内に流入させることができ、製品の品質を安定させることができる。   According to the present invention, the curvature radius of the upstream corner is made smaller than the curvature radius of the downstream corner. Since the radius of curvature of the corner portion on the upstream side is small, the Coanda effect is reduced, so that the molten metal flowing into the land feed can be reduced compared to the conventional case. Further, since the radius of curvature of the downstream corner is large, even if a part of the molten metal flows into the land feed, the molten metal can be received by the downstream corner and returned to the runner. From the above, after the molten metal has almost reached the runner, the molten metal in the runner flows from the runner into the land feed, so the molten metal can flow into the cavity from multiple gates at almost the same timing. Can stabilize the quality.

本発明の一実施形態に係る鋳造金型の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a casting mold according to an embodiment of the present invention. 前記実施形態に係る鋳造金型のキャビティに至るランナの断面図である。It is sectional drawing of the runner which reaches the cavity of the casting mold concerning the embodiment. 前記実施形態に係る鋳造金型のランナの分岐部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the branch part of the runner of the casting mold concerning the embodiment.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る鋳造金型1の全体斜視図である。
鋳造金型1は、溶湯を供給するシリンダ装置2と、このシリンダ装置2から略鉛直に直線状に延びる2つのランナ3と、これらランナ3の外側に点対称に配置された一対のキャビティ4A、4Bと、ランナ3から分岐して水平に延びてキャビティ4A、4Bに至る複数のランドフィード51〜55と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall perspective view of a casting mold 1 according to an embodiment of the present invention.
The casting mold 1 includes a cylinder device 2 for supplying molten metal, two runners 3 extending linearly from the cylinder device 2 in a straight line, and a pair of cavities 4A arranged symmetrically on the outside of the runners 3, 4B and a plurality of land feeds 51 to 55 branched from the runner 3 and extending horizontally to reach the cavities 4A and 4B.

以下、キャビティ4Aに至るランナ3について説明するが、キャビティ4Bに至るランナ3についても、同様の構成である。
図2は、キャビティ4Aに至るランナ3の断面図である。
キャビティ4Aに至るランナ3側には、複数のゲート41〜45が鉛直方向に並んで形成されている。
ランナ3には、複数の分岐部31〜35が設けられている。ランドフィード51〜55は、分岐部31〜35で分岐し、ゲート41〜45まで延びている。
分岐部31〜35のうち互いに隣接するもの同士は、所定間隔d〜dを空けて設けられている。
Hereinafter, the runner 3 reaching the cavity 4A will be described, but the runner 3 reaching the cavity 4B has the same configuration.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the runner 3 reaching the cavity 4A.
On the runner 3 side reaching the cavity 4A, a plurality of gates 41 to 45 are formed side by side in the vertical direction.
The runner 3 is provided with a plurality of branch portions 31 to 35. The land feeds 51 to 55 branch at the branch portions 31 to 35 and extend to the gates 41 to 45.
The branch parts 31 to 35 adjacent to each other are provided with predetermined intervals d 1 to d 4 therebetween.

図1に戻って、シリンダ装置2は、ランナ3に溶湯を供給するものである。
よって、このシリンダ装置2を駆動することにより、ランナ3、ランドフィード51〜55、ゲート41〜45を介して、キャビティ4A、4Bに溶湯が供給される。
Returning to FIG. 1, the cylinder device 2 supplies molten metal to the runner 3.
Therefore, by driving the cylinder device 2, the molten metal is supplied to the cavities 4A and 4B through the runner 3, the land feeds 51 to 55, and the gates 41 to 45.

以下、ランナ3の分岐部31について説明するが、残る分岐部32〜35についても、同様の構成である。
図3は、ランナ3の分岐部31の拡大断面図である。
分岐部31の上流側の角部としての下側の角部31Aの曲率半径Rは、下流側の角部としての上側の角部31Bの曲率半径Rよりも小さくなっている。また、曲率半径Rは、3mm以上5mm以下であり、曲率半径Rは、ランドフィード51の幅tの1.2倍以上となっている。
Hereinafter, although the branch part 31 of the runner 3 will be described, the remaining branch parts 32 to 35 have the same configuration.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the branch portion 31 of the runner 3.
The radius of curvature R 1 of the lower corner portion 31A of the corner portion of the upstream side of the branch portion 31 is smaller than the radius of curvature R 2 of the upper corner portion 31B of the corner portion on the downstream side. Further, the curvature radius R 1 is 3 mm or more and 5 mm or less, and the curvature radius R 2 is 1.2 times or more the width t of the land feed 51.

したがって、この分岐部31では、以下のように溶湯が流れる。すなわち、溶湯がランナ3に供給されると、この溶湯は、ランナ3内を上昇し、分岐部31に至る。分岐部31では、図3に示すように、下側の角部31Aの曲率半径Rが小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、ランドフィード51に流れ込む溶湯が低減される。
また、上側の角部31Bの曲率半径Rが大きいため、溶湯の一部がランドフィード51に流れ込もうとしても、この溶湯は上側の角部31Bに沿って流れて、ランナ3に戻る。
Therefore, in this branch part 31, molten metal flows as follows. That is, when the molten metal is supplied to the runner 3, the molten metal rises in the runner 3 and reaches the branch portion 31. As shown in FIG. 3, since the radius of curvature R 1 of the lower corner portion 31 A is small in the branch portion 31, the Coanda effect is reduced, so that the molten metal flowing into the land feed 51 is reduced.
Further, since the radius of curvature R 2 of the upper corner portion 31B is large, part of the molten metal even if flow into the lands feed 51, the melt flows along the upper corner portion 31B, the flow returns to the runner 3.

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)下側の角部31Aの曲率半径Rを、上側の角部31Bの曲率半径Rよりも小さくした。下側の角部31Aの曲率半径Rが小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、従来に比べて、ランドフィード51〜55に流れ込む溶湯を低減できる。また、上側の角部31Bの曲率半径Rが大きいため、溶湯の一部がランドフィード51〜55に流れ込もうとしても、この溶湯を上側の角部31Bで受けて、ランナに戻すことができる。以上より、溶湯がランナ3内にほぼ行き渡った後、ランナ3内の溶湯がランナ3からランドフィード51〜55に流入することになるので、複数のゲート41〜45からほぼ同じタイミングで溶湯をキャビティ4A、4B内に流入させることができ、製品の品質を安定させることができる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) the radius of curvature R 1 of the lower corners 31A, is smaller than the radius of curvature R 2 of the upper corner portion 31B. Since the radius of curvature R 1 of the lower corner portion 31A is small, because the Coanda effect is reduced, as compared with the conventional, can be reduced melt flowing into the lands feeds 51-55. Further, since the radius of curvature R 2 of the upper corner portion 31B is large, part of the molten metal even if flow into the lands feed 51 to 55, receives the molten metal in the upper corner portion 31B, it is returned to the runner it can. As described above, the molten metal in the runner 3 flows into the land feeds 51 to 55 from the runner 3 after the molten metal has almost spread in the runner 3. It can be made to flow into 4A and 4B, and the quality of a product can be stabilized.

(2)複数の分岐部31〜35のうち互いに隣接するもの同士を、所定間隔d〜dを空けて設けた。よって、互いに隣り合う分岐部31〜35同士の間には、断面積が一定となるランナ3が形成されることになる。これにより、上側の角部31Bを確実に形成して、この上側の角部31Bで溶湯を確実に受けてランナ3に戻すことができるから、溶湯の流れが乱れるのを防止できる。そのため、各分岐部31〜35で生じるコアンダ効果を確実に抑制できる。 (2) the adjacent ones to each other among the plurality of branch portions 31 to 35, provided at predetermined intervals d 1 to d 4. Therefore, the runner 3 having a constant cross-sectional area is formed between the branch portions 31 to 35 adjacent to each other. Thus, the upper corner portion 31B can be reliably formed, and the molten metal can be reliably received and returned to the runner 3 by the upper corner portion 31B, so that the flow of the molten metal can be prevented from being disturbed. Therefore, the Coanda effect produced in each branch part 31-35 can be suppressed reliably.

(3)下側の角部31Aの曲率半径Rを3mm以上5mm以下とした。よって、コアンダ効果を小さくできるうえに、この角部31Aに熱が籠もって溶湯が金型に焼きつきやすくなったり、この角部31Aに熱応力が作用して金型が欠けたりするのを防止できる。
また、上側の角部31Bの曲率半径Rを、ランドフィード51〜55の幅tの1.2倍以上とした。よって、溶湯の一部がランドフィード51〜55に流れ込もうとしても、この溶湯を角部31Bで確実に受けてランナ3に戻すことができる。
(3) and the curvature radius R 1 of the lower corner portion 31A and 3mm or 5mm or less. Therefore, the Coanda effect can be reduced, and the corner portion 31A can be prevented from being heated and the molten metal easily sticking to the mold, and thermal stress can act on the corner portion 31A to prevent the mold from being chipped. it can.
Further, the curvature radius R 2 of the upper corner portion 31B, and a least 1.2 times the width t of the land feeds 51-55. Therefore, even if a part of the molten metal flows into the land feeds 51 to 55, the molten metal can be reliably received by the corner portion 31 </ b> B and returned to the runner 3.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

1 鋳造金型
3 ランナ
4A、4B キャビティ
31〜35 分岐部
31A 角部(上流側の角部)
31B 角部(下流側の角部)
41〜45 ゲート
51〜55 ランドフィード
、R 曲率半径
〜d 所定間隔
t 幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casting die 3 Runner 4A, 4B Cavity 31-35 Branch part 31A Corner | angular part (upstream corner)
31B Corner (downstream corner)
41 to 45 Gate 51 to 55 Land feed R 1 , R 2 Curvature radius d 1 to d 4 Predetermined interval t width

Claims (4)

ゲートが複数設けられたキャビティと、溶湯供給源から上方へ略鉛直に延びるランナと、当該ランナから分岐部で分岐して当該ランナの直交方向に延びて前記複数のゲートに至る複数のランドフィードと、を備え、前記ランナから、前記ランドフィード、前記ゲートを介して前記キャビティに溶湯が供給される鋳造金型であって、
前記複数の分岐部のそれぞれについて、下側の角部の曲率半径は、上側の角部の曲率半径よりも小さいことを特徴とする鋳造金型。
A plurality of cavities provided with a plurality of gates; a runner extending substantially vertically upward from a molten metal supply source; a plurality of land feeds branching from the runner at a branching portion and extending in an orthogonal direction of the runner to reach the plurality of gates; A casting mold in which molten metal is supplied from the runner to the cavity through the land feed and the gate,
A casting mold characterized in that, for each of the plurality of branch portions, the radius of curvature of the lower corner is smaller than the radius of curvature of the upper corner.
請求項1に記載の鋳造金型において、The casting mold according to claim 1,
前記キャビティは同一形状で点対称位置に2つ設けられることを特徴とする鋳造金型。  A casting mold characterized in that two cavities have the same shape and are provided at point-symmetric positions.
請求項1又は2に記載の鋳造金型において、
前記複数の分岐部のうち互いに隣接するもの同士は、所定間隔を空けて設けられることを特徴とする鋳造金型。
In the casting mold according to claim 1 or 2 ,
Among the plurality of branch portions, those adjacent to each other are provided at a predetermined interval .
請求項1から3の何れかに記載の鋳造金型において、The casting mold according to any one of claims 1 to 3,
前記上流側の角部の曲率半径は、3mm以上5mm以下であり、前記下流側の角部の曲率半径は、前記ランドフィードの幅の1.2倍以上であることを特徴とする鋳造金型。A casting mold characterized in that the radius of curvature of the upstream corner is 3 mm or more and 5 mm or less, and the radius of curvature of the downstream corner is 1.2 times or more the width of the land feed. .
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