WO2016103992A1 - 鋳型造型方法およびその装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a mold making method for making a mold having a uniform filling density, and a mold making apparatus used for carrying out the mold making method.
- a mold that has been squeezed in a well-balanced manner can be formed by placing a model on a model surface plate and uniformly filling the molding sand around the model and squeezing it.
- the plurality of models are arranged on one model surface plate.
- the plurality of models are arranged with a small interval between them or with a small interval from the inner wall of the casting frame. It is difficult to fill the casting sand between the model and the model, or between the model and the inner wall of the casting frame, such that the strength of the molded mold is weakened at that part, and the dimensional accuracy of the mold Decrease.
- the foundry sand In order to increase the filling of the foundry sand, it is conceivable to increase the pressure of the squeeze head when squeezing, but when squeezing, the foundry sand is not only squeezed but also squeezed. Diffuses laterally (laterally). Therefore, by the high pressure of the squeeze head, the casting sand is solidified by applying a force in the lateral direction until the casting sand reaches a narrow space such as between the models, and the sand is sufficiently placed in the narrow space. There was a problem that could not be filled.
- Patent Document 1 the thin plate bodies 9A and 9B erected in the squeeze direction on the mounting plate instead of the squeeze head were filled between the model and the inner wall of the casting frame and inside the model. It is described that the foundry sand S is pre-compressed.
- Patent Document 2 a split-type squeeze foot is used, and after pre-squeezing the whole under the same pressure force condition, a squeeze foot that faces a difficult-to-fill point that is difficult to be filled with foundry sand, It is described that the squeeze is preliminarily squeezed from the foot.
- the hardness of the entire foundry sand is increased by the preliminary squeeze, and in this state, the pre-squeeze squeeze foot that projects the squeeze foot facing the difficult-to-fill location is projected, so the dispersion of the pressure generated by the projected squeeze foot is preliminarily
- the precast filling squeeze pressure is transmitted to the deep part of the difficult-to-fill part, and the mold strength at the difficult-to-fill part can be increased.
- Patent Document 3 a plurality of grids 7 crossing the cross shape are formed on the upper part of the opening of the mold 6 (casting frame), and a squeeze member 14 (squeeze foot) enters the opening formed by the grid 7 and casts sand. The squeeze is described.
- JP-A-9-10892 JP 2004-50251 A Japanese Patent Publication No. 35-7054
- Patent Document 1 after a thin plate body is inserted into foundry sand and pre-compressed, the thin plate body is extracted from the foundry sand and squeezed by a separate squeeze head. Increase production efficiency. Further, it is necessary to change the shape of the thin plate body depending on the shape of the model and the arrangement of the model, and there is a problem that the production efficiency is lowered due to the increase in cost due to the increase in equipment and the replacement process.
- Patent Literature 2 there is a problem that the control valve is required for each divided squeeze foot, thereby increasing the equipment cost and complicating the equipment structure, resulting in complicated maintenance work. .
- Patent Document 3 since the lattice is fixed to the mold, it is very troublesome to remove the mold from the mold after pouring into the molded mold. Moreover, a hot water receptacle cannot be provided in the part provided with the lattice. The mold is cleaned with a brush, but brush cleaning of the inner surface of the mold may cause scraping or the like due to the lattice.
- the present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a mold making method capable of reducing equipment cost and uniformly squeezing foundry sand filled in difficult-to-fill places. And a mold making apparatus used in the molding method.
- the structural features of the present invention include a squeeze head that squeezes the foundry sand, a squeeze table that moves relative to the squeeze head along a molding path, and a model that is fixed to the upper surface and attached to the squeeze table.
- a model surface plate a casting frame that forms a molding space filled with foundry sand together with the model surface plate, an upper frame that is superposed on the upper end of the casting frame to form a polymerization frame together with the casting frame,
- a mold making method using a mold making device comprising a moving device, wherein a hollow hole having an open top and bottom is formed so that the squeeze foot can be inserted and removed, and the squeeze foot
- a sand flow restricting member for restricting the lateral flow of the foundry sand to be squeezed by the inner wall of the hollow hole is provided in the upper frame, and the superposition frame is formed by the foundry sand charging device.
- a casting sand feeding step for casting sand into the casting sand, and the driving device is driven to insert the squeeze foot into the hollow hole of the sand flow regulating member disposed in the upper frame, And a back side squeeze step of squeezing from the back side of the model.
- the foundry sand when squeezing the back side with the squeeze foot, the foundry sand is squeezed with the squeeze foot inserted into the hollow hole of the sand flow regulating member disposed in the foundry sand of the upper frame.
- the foundry sand pressed by the squeeze foot is guided by the inner wall of the hollow hole of the sand flow restricting member, moves exclusively in the squeeze direction, and is restricted from diffusing in the lateral direction in the squeeze direction. Therefore, the squeeze pressure due to the squeeze foot is transmitted to the deep part of the difficult-to-fill area without the casting sand being squeezed by diffusion to the side, and the entire mold to be molded can be squeezed uniformly. As a result, a mold having high strength and high dimensional accuracy can be formed.
- FIG. 1 is an overall schematic diagram showing a first embodiment of a mold making apparatus of the present invention. It is a partially expanded view which shows the squeeze state of a mold making apparatus. It is a block diagram which shows the outline
- FIG. 1 It is a flowchart which shows a squeeze procedure. It is a figure which shows the test conditions for comparing the intensity
- the mold making apparatus 1 includes a squeeze head 2 for squeezing the foundry sand S (see FIG. 2), and a squeeze table 3 (see FIG.
- the charging device 7 is opposed to the squeeze table 3.
- the model surface plate 4 on which the model M is fixed on the upper surface and the casting frame 5 that forms the molding space MS (see FIG. 2) together with the model surface plate 4.
- the squeeze head 2 and the foundry sand throwing device 7 are juxtaposed with a shuttle device 10 provided on the upper part of the mold making device 1.
- the shuttle device 10 includes a shuttle cylinder 10a and a piston portion 10b.
- the distal end portion of the piston portion 10b is connected to a support member 13 supported by the casing so as to be movable in the horizontal direction by a guide device (not shown).
- a guide device not shown
- On the lower surface of the support member 13, the squeeze head 2 and the foundry sand throwing device 7 are fixed side by side in the horizontal direction.
- the shuttle cylinder 10 a is communicated with a hydraulic pump 15 as a hydraulic source, and an electromagnetic switching valve 14 is provided between the shuttle cylinder 10 a and the hydraulic pump 15. The operation of the electromagnetic switching valve 14 is controlled by the control device C.
- the electromagnetic switching valve 14 communicates with the hydraulic pump 15 in the right chamber of the shuttle cylinder 10a to retract the piston portion 10b, and communicates with the hydraulic pump 15 in the left chamber of the shuttle cylinder 10a to advance the piston portion 10b. It has a left position 14L and a central position 14C that puts the piston portion 10b in a stopped state.
- the foundry sand throwing device 7 and the squeeze head 2 are switched by the shuttle device 10 so that the electromagnetic switching valve 14 is switched to the left position 14L, the sand supply position where the foundry sand throwing device 7 is opposed to the squeeze table 3, and the electromagnetic switching valve 14. Is switched to the right position 14R, and the squeeze head 2 is positioned at the squeeze position where the squeeze head 2 faces the squeeze table 3.
- a plurality of squeeze feet 2 a are mounted on the squeeze head 2 so as to be able to advance and retreat independently in the molding route direction toward the squeeze table 3.
- the squeeze foot 2a has a foot piston 2d and a pressure head 2e.
- a plurality of foot cylinders 2c are formed in the head body 2b of the squeeze head 2, and a foot piston 2d of the squeeze foot 2a having a pressure head 2e at the lower end is slidably fitted to each foot cylinder 2c. And stored.
- the squeeze foot 2a is arranged over the entire inner side of the casting frame 5, and squeezes the foundry sand S put into the casting frame 5 evenly. As shown in FIG. 1, the upper chambers of all the foot cylinders 2 c are connected to the left chamber of the cylinder 22.
- the right chamber of the cylinder 22 is communicated with a hydraulic pump 26 via an electromagnetic switching valve 23.
- the electromagnetic switching valve 23 has a left position 23L that allows the right chamber of the cylinder 22 and the hydraulic pump 26 to communicate with each other, and a right position 23R that allows the right chamber of the cylinder 22 to communicate with the drain.
- the switching operation of the electromagnetic switching valve 23 is controlled by the control device C. All the squeeze feet 2a are respectively driven by foot cylinders 2c arranged in parallel in the hydraulic circuit so that an equal pressure is generated in all the squeeze feet 2a.
- the foundry sand throwing device 7 includes a shutter (not shown) composed of a plurality of bottom plates at the lower end of the container body 7a for storing the foundry sand S.
- the shutter is rotated about the horizontal axis by a rotation device 84 whose drive is controlled by the control device C based on the detection value of the rotation position detection sensor 83 (see FIG. 3).
- the casting sand throwing device 7 When indexed to the sand supply position by the shuttle device 10, the casting sand throwing device 7 faces the polymerized casting frame 5 and the overlay frame 6, and the molding sand S measured by a hopper (not shown) is polymerized. It is put into the frame 56 (see FIG. 2).
- the squeeze table 3 is formed in a rectangular shape when viewed from above, and is provided in a lower cylinder device 31 fixed to the device main body 1a.
- the lower cylinder device 31 has a piston part 31a and a cylinder part 31b.
- the squeeze table 3 is fixed to the upper end of the piston portion 31a and is advanced and retracted in the vertical direction.
- the upper part and the lower part of the cylinder part 31b communicate with the hydraulic pump 36 via an oil supply pipe.
- the supply of hydraulic pressure from the hydraulic pump 36 is switched by an electromagnetic switching valve 33 provided between the hydraulic pump 36 and the cylinder portion 31b.
- a pressure sensor 37 is provided between the electromagnetic switching valve 33 and the cylinder portion 31b.
- a detection signal from the pressure sensor 37 is sent to the control device C.
- the electromagnetic switching valve 33 includes a right position 33R in which the lower part of the cylinder part 31b communicates with the hydraulic pump 36 to advance the piston part 31a, and a left position in which the upper part of the cylinder part 31b communicates with the hydraulic pump 36 and moves the piston part 31a backward. It has a position 33L and a central position 33C where the piston portion 31a is stopped.
- the operation of the electromagnetic switching valve 33 is controlled by the control device C.
- the squeeze table 3 By driving the lower cylinder device 31, the squeeze table 3 is configured to advance and retract relative to the squeeze head 2 along the molding path.
- the lower cylinder device 31, the hydraulic pump 36 and the electromagnetic switching valve 33 constitute a drive device 8.
- the back side squeeze section is configured by the control device C that drives the drive unit 8.
- the control device C includes a calculation unit C ⁇ b> 1, a storage unit C ⁇ b> 2, and a control unit C ⁇ b> 3, and detects the pressure value detected by the pressure sensor 37 and the relative position of the squeeze head 2 with respect to the squeeze table 3.
- the electromagnetic switching valves 23 and 33 By operating the electromagnetic switching valves 23 and 33 based on the sensor 81 and the like, the driving of the cylinder 22, the squeeze foot 2a, the lower cylinder device 31 and the like is controlled.
- a master plate 41 having a model surface plate 4 which is a square plate fixed to the upper surface is detachably mounted.
- a model M is attached to the upper surface of the model surface plate 4.
- the casting frame 5 corresponds to the outer shape of the model surface plate 4 and is formed in a square shape capable of enclosing the casting sand S to be charged from the side surface side.
- the casting frame 5 is filled with the foundry sand S while being placed on the master plate 41, thereby forming a molding space MS (see FIG. 2) for forming the mold ML together with the model surface plate 4.
- the upper frame 6 is superposed on the upper end of the cast frame 5, and the superposed frame 56 is constituted by the cast frame 5 and the upper frame 6 (see FIG. 2). As shown in FIG. 4, the upper frame 6 is formed in a square shape corresponding to the shape of the cast frame 5.
- the casting sand S to be poured into the casting frame 5 is thrown in as much as the casting sand 6 placed on the casting frame 5 and is poured into the casting frame 5 (casting sand in the molding space MS).
- a casting mold in which the volume of the casting sand S that has been put into the upper frame 6 is pressurized by a squeeze that will be described later, so that the volume of the casting sand S that has been put into the casting frame 5 is compressed. Mold ML.
- a sand flow regulating member 9 is provided inside the upper frame 6.
- the sand flow restricting member 9 is formed in a rectangular lattice shape from a rectangular outer frame member 9b and a plurality of thin plates 9c extending in parallel to the outer frame member 9b inside the outer frame member 9b and intersecting each other in a cross shape. And a grid-like portion 9d formed.
- a plurality of rectangular hollow holes 9a having upper and lower openings are formed in the lattice portion 9d by dividing the lattice portion 9d.
- the hollow holes 9a are provided corresponding to the plurality of squeeze feet 2a, respectively.
- the outer frame member 9b is fixed to the inner wall of the upper frame 6 with a plurality of bolts 9b1.
- the lattice-shaped portion 9 d is formed such that the length KL (height) in the width direction of the thin plate 9 c is longer than the height UL of the upper frame 6.
- the grid-like portion 9 d is configured such that when the upper frame 6 is superimposed on the casting frame 5, the lower end portion of the thin plate 9 c enters the upper part of the casting frame 5 with a predetermined length.
- the height KL of the thin plate 9c is, for example, from the length SML from the upper end portion of the upper frame 6 to the upper end portion of the model M embedded in the foundry sand S so as to ensure the strength of the mold ML to be molded.
- the length obtained by subtracting MT can be set.
- the lower end of the grid portion 9d is formed in a tapered shape in which each hollow hole 9a becomes wider downward.
- the lower taper part 9c1 is formed so that the lower part of the thin plate 9c constituting the lattice-like part 9d becomes thinner downward as shown in FIG. Has been.
- An upper taper portion 9c2 is also formed on the upper portion of the thin plate 9c so that the thickness decreases upward.
- a tapered notch 9d1 is provided in a lower portion of the lattice-shaped portion 9d facing the upper end portion of the casting frame 5.
- This taper-shaped notch 9d1 prevents the lattice-shaped portion 9d from coming into contact with the upper end portion of the casting frame 5 when the sand flow regulating member 9 is overlaid on the casting frame 5 together with the upper frame 6, and is removed from the mold.
- the grid-like portion 9d can be easily extracted from the foundry sand S that has become the mold ML.
- mounting brackets 6 a are provided at the four corners of the upper frame 6 so as to protrude in a direction in which a pair of opposing frames extend.
- Supporting holes 6a1 into which a later-described upper frame support member 61 can be inserted are respectively provided in the mounting bracket 6a.
- a master plate exchanging device 32 is arranged above the squeeze table 3 described above.
- the master plate exchanging device 32 includes a pair of roller support members 32a1 provided in the apparatus main body 1a and extending in parallel to each other, and a plurality of rollers 32a2 that are rotatably supported facing the inside of the roller support members 32a1.
- a lower roller conveyor 32a is provided.
- the master plate 41 is positioned on the lower roller conveyor 32a at an exchange position facing the squeeze table 3 by a stop device (not shown).
- the master plate 41 is detachably transferred from the lower roller conveyor 32a onto the squeeze table 3 raised by the lower cylinder device 31.
- a casting frame delivery device 51 is disposed above the master plate exchange device 32.
- the cast frame delivery device 51 has a pair of upper roller conveyors 51a extending in the horizontal direction (a direction parallel to the lower roller conveyor 32a) in a state of being separated from each other.
- the upper roller conveyor 51a includes a pair of roller support members 51a1 extending in parallel with each other and a plurality of rollers 51a2 that are rotatably supported facing the inner side of the roller support member 51a1.
- the lower surfaces on both sides of the casting frame 5 are detachably supported above the master plate exchanging device 32.
- the casting frames 5 used for molding are arranged in order.
- the cast frame 5 to be cast is positioned on the upper roller conveyor 51a at a cast frame delivery position facing the squeeze table 3 by a stop device (not shown).
- the upper surface of the master plate 41 placed on the squeeze table 3 is at a height position that coincides with the upper end of the roller 51a2 of the upper roller conveyor 51a. As the squeeze table 3 further rises from this height position, the casting frame 5 is transferred from the upper roller conveyor 51a onto the master plate 41.
- the upper frame support member 61 is configured such that the upper frame 6 is supported from below by mounting brackets 6a provided at four corners. These upper frame support members 61 are arranged so that the upper frame 6 is positioned at a position facing the squeeze table 3.
- the upper frame support member 61 is a bar material provided with a rod-shaped support member main body portion 61a and a rod-shaped guide portion 61b that is thinner than the support member main body portion 61a at the tip of the support member main body portion 61a.
- the guide portions 61b are detachably fitted in the support holes 6a1 (see FIG.
- the support member body 61a is formed such that the height of the casting frame 5 and the length from the lower end of the upper frame 6 to the lower end of the mounting bracket 6a are longer than the combined length, and the upper surface of the casting frame 5 and the upper frame
- the upper frame 6 is supported with a gap between the lower surface of 6.
- the upper frame 6 placed on the cast frame 5 is supported above the cast frame 5 by the upper frame support member 61.
- the squeeze table 3 is raised by the lower cylinder device 31, the master plate 41 (model surface plate 4) and the casting frame 5 are placed on the squeeze table 3.
- a superposed frame 56 is formed in which the upper frame 6 is superimposed on the cast frame 5 from the upper frame support member 61 (see FIG. 2).
- the master plate 41 to which the model M and the model surface plate 4 are assembled is positioned at an exchange position (a position facing the squeeze table 3) of the master plate exchange device 32.
- the squeeze table 3 is disposed at a descending end below the master plate exchanging device 32.
- the upper frame 6 is supported by the upper frame support member 61 with a gap above the position of the upper end portion of the casting frame 5.
- the sand flow regulating member 9 is assembled and fixed inside the opening of the upper frame 6.
- a plurality of cast frames 5 are arranged on the upper roller conveyor 51a.
- control device C positions the casting frame 5 used for molding at a casting frame delivery position (a position facing the squeeze table 3) (step 101; hereinafter, step is abbreviated as “S” and S101). As described.)
- control device C switches the electromagnetic switching valve 33 to the right position 33R to communicate the hydraulic pump 36 with the lower portion of the cylinder portion 31b.
- the piston portion 31a of the lower cylinder device 31 moves forward to raise the squeeze table 3.
- the squeeze table 3 receives the casting frame 5 from the casting frame delivery device 51 in the middle of ascending, and places the casting frame 5 on the master plate 41.
- the control device C further raises the squeeze table 3 and receives the upper frame 6 from the upper frame support member 61. At that time, the upper frame 6 is held at a position slightly above the upper end of the support member main body 61a in a state where the support hole 6a1 is fitted in the guide 61b. And the control apparatus C forms the superposition
- the control device C determines that the overlapping frame 56 has been formed based on the detection signal of the position sensor 81 that detects the position of the casting frame 5, the control device C switches the electromagnetic switching valve 33 to the central position 33C to raise the squeeze table 3. Stop.
- control device C drives the shuttle cylinder 10a of the shuttle device 10 to position the foundry sand throwing device 7 at the sand throwing position (position facing the squeeze table 3) (S103).
- This step may be performed before the polymerization frame forming step, or may be performed in parallel with the polymerization frame forming step.
- control device C drives the rotating device of the container body 7a, rotates the shutter, and converts the foundry sand S, which has been measured by the hopper (not shown), into an amount required for forming the mold ML. 56 (S104, foundry sand charging step).
- the lattice portion 9d of the sand flow restricting member 9 fixed to the inner side of the upper frame 6 is provided with an upper taper portion 9c2 on the upper portion of the thin plate 9c.
- the foundry sand S is charged, the foundry sand S is loaded on the upper end portion of the thin plate 9c or is repelled by the upper end portion of the thin plate 9c so that the foundry sand S is separated from the grid-like portion 9d. It is possible to prevent diffusion to the position.
- control device C drives the shuttle cylinder 10a of the shuttle device 10 to position the squeeze head 2 at the squeeze position (position facing the squeeze table 3) (S105).
- the control device C raises the squeeze table 3 to a position where squeeze by the squeeze head 2 is possible by switching the electromagnetic switching valve 33 to the right position 33R and driving the lower cylinder device 31 (see FIG. 6). ).
- the control device C positions the electromagnetic switching valve 23 at the right position 23R (a position where the right chamber in FIG. 1 of the cylinder 22 communicates with the drain) so that the squeeze foot 2a can move backward.
- tip of the pressurization head 2e contacts the upper end surface of the foundry sand S piled on the upper frame 6, and the squeeze foot 2a retracts in the foot cylinder 2c as the squeeze table 3 rises.
- the pressure oil from the foot cylinder 2c flows into the space on the left chamber side of the cylinder 22, and the piston of the cylinder 22 also moves backward.
- Control device C further raises squeeze table 3 (see FIG. 7).
- the squeeze foot 2a and the squeeze table 3 approach each other, and the casting sand S in the superposition frame 56 is squeezed on the back side by the squeeze foot 2a (S106, back side squeeze step).
- the squeeze foot 2 a is inserted into the hollow hole 9 a of the sand flow regulating member 9.
- the sand flow restricting member 9 restricts the squeezed foundry sand S from being laterally diffused with respect to the squeeze direction (vertical direction), thereby causing a flow of the foundry sand S oriented in the squeeze direction.
- each squeeze foot 2a is squeezed with the same pressure, but the model M is disposed in the casting sand S and the casting sand S is shallow in the portion where the depth is shallow, and the model M is not disposed. It is deep in the place where the depth of the foundry sand S is deep, and the descending position of the squeeze foot 2a is different (see FIG. 7).
- the pressure from the squeeze table 3 used for the back side squeeze is detected by a pressure sensor 37 provided between the lower cylinder device 31 and the electromagnetic switching valve 33, and a detection signal is sent to the control device C.
- the control device C determines that the predetermined pressure has been reached based on the detection signal of the pressure sensor 37, the control device C switches the electromagnetic switching valve 33 to the center position 33C and stops the squeeze table 3 from rising.
- the control device C switches the electromagnetic switching valve 33 to the left position 33L, makes the hydraulic pump 36 communicate with the upper part of the cylinder portion 31b, and lowers the squeeze table 3.
- the polymerization of the casting frame 5 and the upper frame 6 is released, the master plate 41 is removed from the casting frame 5 and the mold ML is removed (S107, FIG. 8). Since the thin plate 9c of the lattice-like portion 9d is provided with the lower taper portion 9c1 that becomes thinner downward, the upper frame 6 can be easily removed from the casting frame 5 without breaking the casting sand S on the surface of the mold ML. be able to.
- the outer (upper) surface of the removed mold ML is uneven as shown in FIG. 8 depending on the depths pressed by the squeeze feet 2a.
- the surplus portion where the irregularities are formed on the outside of the mold ML is deleted (S108).
- the surplus convex part which protruded from the end surface of the casting frame 5 is provided by the scraper device which is provided with a blade extending horizontally on the conveying line of the mold ML and moves relatively in parallel to the upper end surface of the casting frame 5. delete.
- a mold ML is formed in which the end face coincides with the end face of the casting frame 5 and the grooves S1 are formed in a lattice shape on the outer surface of the mold ML.
- control device C determines whether or not production is finished (S109). If it is determined that the production is not finished, the process returns to S101 and the molding procedure is repeated. When it is determined that the production is finished, the molding procedure is finished.
- the strength of the molded mold is obtained when the mold is formed using the present mold making apparatus using the sand flow restricting member 9 and when the mold is formed using the conventional mold making apparatus not using the sand flow restricting member 9.
- a comparative test was performed. As a model used in this test, three types of cylindrical models were prepared as shown in FIG.
- the cylindrical model is a model M1 having a height of 120 mm and an inner diameter of 80 mm, a model M2 having a height of 60 mm and an inner diameter of 40 mm, and a model M3 having a height of 40 mm and an inner diameter of 40 mm.
- the pressure heads 2e of the plurality of squeeze feet 2a are pressed to a depth DP of about two-thirds of the height KL of the thin plate 9c of the sand flow regulating member 9.
- the distance between the lower end of the sand flow regulating member 9 and the upper end of the model was 50 mm for the model M1, 110 mm for the model M2, and 130 mm for the model M3.
- the mold making by the conventional mold making apparatus is different only in that the sand flow regulating member 9 is not used, and the other conditions are the same. As shown in FIG.
- the mold strength is 4.8 (N / cm 2 ) for the model M1 and 4.5 (N / cm 2 ) for the model M2 when the mold is molded using a conventional mold making apparatus.
- model M3 it was 4.0 (N / cm 2 ).
- the model M1 is 8.2 (N / cm 2 )
- the model M2 is 7.9 (N / cm 2 )
- the model M3 is 5.5 ( N / cm 2 ).
- an increase in mold strength of 170% was observed in the high model M1 where it is considered that difficult-to-fill places are likely to occur, and a 176% increase in mold strength was observed in the medium height model M2.
- the mold making by the present mold making apparatus 1 using the sand flow regulating member 9 can uniformly fill the foundry sand S even when using a model in which difficult filling places in squeeze are likely to occur, It was revealed by actual tests that a high-strength mold could be made.
- the mold making apparatus 1 in the first embodiment includes a squeeze head 2 that squeezes the foundry sand S, and a squeeze table that moves forward and backward relative to the squeeze head 2 along the molding path. 3, a model surface plate 4 fixed to the upper surface of the model M and attached to the squeeze table 3, a casting frame 5 that forms a molding space filled with the casting sand S together with the model surface plate 4, and an upper end portion of the casting frame 5
- the upper frame 6 that forms a polymerization frame 56 together with the casting frame 5, the casting sand loading device 7 that loads the casting sand S into the polymerization frame 56, and the squeeze table 3 mounted on the squeeze head 2.
- a plurality of squeeze feet 2a that can advance and retreat in the molding path direction and a casting sand S that has been put into the superposition frame 56 are moved closer to each other by bringing the squeeze table 3 and the squeeze head 2 closer to each other.
- a drive device 8 that performs squeezing with the squeeze 2a, and a hollow hole 9a that is disposed in the upper frame 6 and that is open at the top and bottom so that the squeeze foot 2a can be inserted and removed is formed.
- the sand flow restricting member 9 that restricts the lateral flow of the squeezed foundry sand S by the inner wall of the hollow hole 9a and the squeeze foot 2a are arranged in the upper frame 6 by driving the driving device 8.
- the foundry sand when squeezing the back side with the squeeze foot 2a, the foundry sand is inserted with the squeeze foot 2a inserted into the hollow hole 9a of the sand flow regulating member 9 disposed in the foundry sand S of the upper frame 6. Squeeze S.
- the foundry sand S pressed by the squeeze foot 2a is guided by the inner wall of the hollow hole 9a of the sand flow restricting member 9, and moves exclusively in the squeeze direction and is restricted from diffusing in the side surface direction in the squeeze direction.
- the sand flow regulating member 9 is fixed to the upper frame 6. According to this, the sand flow regulating member 9 is fixed to the upper frame 6 in advance, so that the sand flow regulating member 9 is arranged in the upper frame 6 and the upper frame 6 is overlapped with the casting frame 5 at the same time. Since the sand flow restricting member 9 is disposed in 56, the step of disposing the sand flow restricting member 9 can be omitted. In addition, when removing the mold, removing the upper frame 6 from the casting frame 5 simultaneously removes the sand flow regulating member 9 from the mold, so that the mold ML can be removed from the casting frame 5 very easily. . Since the sand flow restricting member 9 is not attached to the casting frame 5, the casting frame 5 can be easily and reliably cleaned.
- the sand flow restricting member 9 has a rectangular lattice shape when viewed from the molding path direction. According to this, the sand flow regulating member 9 corresponding to the squeeze foot 2a can be easily formed by assembling in a square lattice shape.
- the sand flow regulating member 9 is provided with a hollow hole 9a corresponding to each squeeze foot 2a. According to this, the sand flow restricting member 9 finely divides the casting sand S to be squeezed for each squeeze foot 2a to correspond to difficultly filled portions. Therefore, even if there are a plurality of difficult-to-fill places in the foundry sand S, the applied pressure of the squeeze foot 2a can be reliably transmitted to the deep portions of the respective difficult-to-fill parts to perform uniform squeeze. it can.
- the hollow hole 9a of the sand flow restricting member 9 is provided in a tapered shape that becomes wider downward.
- the lower end portion of the sand flow regulating member 9 is formed in a taper shape (lower taper portion 9c1) that becomes thinner downward. Therefore, even if the foundry sand S is hardened by squeeze, the lower end portion is the lower tapered portion 9c1, so that the peelability is improved, so that the sand flow regulating member 9 can be easily extracted from the foundry sand S. Thereby, it is possible to remove the mold ML safely and reliably without breaking the mold ML.
- all the squeeze feet 2a are assumed to generate a uniform applied pressure.
- the present invention is not limited to this.
- a control valve is provided for each foot cylinder, and different pressures are used for each foot cylinder. May be added.
- the squeeze of the foundry sand S is a back side squeeze, the present invention is not limited to this. (Squeeze from below so that the model surface plate moves relative to the foundry sand in the superposition frame) By filling the foundry sand around the model surface, the backside squeeze may be performed.
- the sand flow restricting member 209 used in the second embodiment is a thin plate 9c2a at a position where the hot water receiving port 211 (see FIGS. 16 and 17) of the mold ML2 is formed (the center position in the rightmost row of the lattice in FIG. 14).
- the height KL2 is provided to be the same as the height UL of the upper frame 6, and when the upper frame 6 is overlapped with the casting frame 5, the lower end portion of the lattice portion 9d2 enters the upper part of the casting frame 5. There is no provision.
- the leftmost thin plate 9c2b of the grid portion 9d2 is provided with a height higher than the other thin plates 9c, and the lower end portion of the grid portion 9d2 enters more into the upper part of the casting frame 5. Since these points are different from those of the first embodiment and the other configurations are the same, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
- the groove S1 is not formed at the position where the hot water receiving port 211 of the mold ML2 is formed, and therefore the hot water receiving port 211 is affected by the groove S1. It can be reliably molded without any problems.
- the space between the model M and the inner wall of the cast frame 5 is narrow, and it is difficult to fill the foundry sand S with difficulty. (See FIG. 17).
- the thin plate 9c2b in the leftmost row of the lattice portion 9d2 is formed to have a high height, and enters the upper part of the casting frame 5 more than the lower end portion of the other thin plate 9c of the lattice portion 9d2.
- the distance by which the foundry sand S is directed in the squeeze direction by the inner wall of the lattice-shaped portion 9d2 becomes longer, and the lateral diffusion to the deep position of the foundry sand S can be restricted.
- the foundry sand S can be uniformly filled to form a mold ML2 having a uniform strength. it can.
- uniform squeeze can be performed more efficiently by forming the portion of the sand flow restricting member 209 corresponding to the difficult filling portion high.
- the sand flow restricting member 209 in the second embodiment has a portion of the lower end of the sand flow restricting member 209 corresponding to the location where the hot water receiving port 211 is provided. According to this, even if the sand flow restricting member 209 is fixed to the upper frame 6, the portion of the sand flow restricting member 209 corresponding to the place where the hot water receiving port 211 is provided is removed. can do.
- the sand flow regulating member 309 used in the third embodiment is provided with an inner frame member 9e along the outer frame member 9b on the inner side with an interval in which one squeeze foot 2a can be inserted from the outer frame member 9b. ing. Between the outer frame member 9b and the inner frame member 9e, at the left and right ends in FIG. 18, there are three partitions 9f at intervals at which two squeeze feet 2a can be inserted along the outer frame member 9b. It is erected. At the upper and lower ends in FIG.
- the partitions 9f are installed at one place at intervals at which the three squeeze feet 2a can be inserted along the outer frame member 9b.
- four hollow holes 9a2 into which the two squeeze feet 2a can be inserted side by side are provided in the left-right direction (in FIG. 16), and the hollow holes 9a3 into which the three squeeze feet 2a can be inserted side by side are Two locations are provided in each direction (in FIG. 18).
- the position close to the inner wall of the casting frame 5 may be a difficult filling portion where the casting sand S is difficult to be filled due to a narrow space between the inner wall and the model M.
- hollow holes 9a2 and 9a3 are provided between the outer frame member 9b and the inner frame member 9e, and the hollow holes 9a2 and 9a3 approach the inner wall of the casting frame 5, respectively. Corresponds to the position.
- the flow of the foundry sand S during squeeze diffuses in the lateral direction by the partition 9f, the inner frame member 9e, and the outer frame member 9b of the sand flow regulating member 309 constituting the hollow holes 9a2 and 9a3.
- the partition 9f, the inner frame member 9e, and the outer frame member 9b of the sand flow regulating member 309 constituting the hollow holes 9a2 and 9a3.
- the sand flow restricting member 309 having a simpler structure can be obtained by forming the hollow hole 9a2 into which two squeeze feet 2a can be inserted side by side and the hollow hole 9a3 into which three squeeze feet 2a can be inserted side by side. it can.
- the sand flow restricting member 309 in the third embodiment corresponds to the squeeze foot 2a in which the hollow holes 9a2 and 9a3 of the sand flow restricting member 309 are arranged on the outer peripheral side among the plurality of squeeze feet 2a.
- the hollow holes 9a2 and 9a3 are provided such that a plurality of squeeze feet 2a in the outer squeeze foot 2a can be inserted.
- the sand sand restricting member 309 arranged on the outer peripheral side prevents the foundry sand S to be squeezed from being squeezed by diffusing laterally (laterally) with respect to the squeeze direction. Therefore, the applied pressure of the squeeze foot 2a can be efficiently transmitted to the space narrowed between the inner wall of the casting frame 5 and the model M, and uniform squeeze can be performed as a whole. Since each of the hollow holes 9a2 and 9a3 can be inserted with a plurality of squeeze feet 2a in the outer squeeze foot 2a, the sand flow regulating member 309 can have a simple structure, and the manufacturing cost can be reduced.
- the mold making apparatus 401 of the fourth embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of squeeze feet 2a are fixed to the head body 402b in the squeeze head 402.
- the squeeze foot 2a is fixed so as not to move in the vertical direction. Therefore, when the squeeze table 3 is raised and the back side squeeze is performed, as shown in FIG. 20, the depth at which each squeeze foot 2 a is pushed into the foundry sand S is the same.
- the mold making apparatus 401 of the fourth embodiment it is effective when the height of the model M arranged in the casting frame 5 is low and there is not much difference in the reaction force generated from the foundry sand S against each squeeze foot 2a. It is. Further, the squeeze head 402 can have a simple structure, and the equipment cost can be reduced. About another structure and an effect
- the mold making apparatus 501 in the fifth embodiment has an integrated squeeze head 502 and foundry sand throwing apparatus 507.
- the foundry sand throwing device 507 is provided with a blowing and filling device 507a that applies air pressure to the foundry sand S when thrown into the casting frame 5.
- support ribs 506a are projected in the horizontal direction, and at the four corners of the squeeze head 502 facing the support ribs 506a, a pressing cylinder device 52 provided with pistons 52a that advance and retract in the vertical direction. Is provided.
- the upper frame 506 has a plurality of inner wall surface slits (not shown) provided in parallel to each other along the horizontal direction of the inner wall surface.
- a first air hole that allows the wall surface slit to communicate with outside air is provided.
- Each inner wall surface slit has a groove width set to 0.3 mm, for example, so that particles of the molding sand S cannot pass therethrough and air can pass therethrough.
- the inner wall slit and the first vent hole form a first vent hole for discharging the compressed air blown by the blow filling device 507a to the outside air.
- the lower end surface of the pressure head 2e1 of the squeeze foot 2a1 has a plurality of parallel slits (not shown) provided in parallel along one direction of the lower end surface, and each parallel slit has an upper portion of the pressure head 2e1.
- a second ventilation hole is provided to open and communicate the parallel slit with the outside air.
- Each parallel slit has, for example, a groove width of 0.3 mm, and particles of the molding sand S cannot pass therethrough and air can pass therethrough.
- the parallel slit and the second vent hole form a second vent hole for discharging the compressed air blown by the blow filling device 507a to the outside air together with the first vent hole.
- the sand flow restricting member 509 is not provided with a partition 9f at a position corresponding to a foundry sand supply hole 510 described later. These points are different from the first embodiment.
- the casting sand throwing device 507 includes a storage main body 507c formed in a cylindrical shape having a square cross section, a top 508a extending in the horizontal direction (the front-rear direction in FIG. 21) at the inner central portion of the storage main body 507c, and the top And a partition wall 508 having a pair of inclined surfaces 508b that spread and branch downward downward like a roof, and a hanging surface 508c that continues to the inclined surface 508b and hangs down to the lower end of the storage body 507c. .
- the squeeze head 502 is assembled in the lower part of the storage main body 507c. As shown in FIG. 23, the squeeze head 502 is formed in a rectangular frame shape, and a bridge portion 502a extending at a predetermined width is provided between one opposing side. An opening 502b is provided between the bridge portion 502a and the other opposite side, and a base end portion of a foundry sand supply hole 510 constituted by a storage main body portion 507c and a suspended surface 508c is fitted into the opening portion 502b.
- the squeeze head 502 is assembled to the storage main body 507c and fixed to each other by welding, for example.
- a plurality of foot cylinders 2c of a squeeze foot 2a1 are formed in the bridge portion 502a.
- the configuration of the hydraulic circuit that supplies pressure oil to the foot cylinder 2c and the foot cylinder 2c is the same as that of the first embodiment.
- a pressing cylinder device 52 having pistons 52a that move up and down in the vertical direction is provided at the four corners of the squeeze head 502.
- the tip of the piston 52 a is configured to abut on support ribs 506 a provided at the upper four corners of the upper frame 506.
- the pressing cylinder device 52 communicates with a hydraulic pump (not shown), and an electromagnetic switching valve for a pressing cylinder device (not shown) is provided between the pressing cylinder device 52 and the hydraulic pump.
- the operation of the electromagnetic switching valve for the pressing cylinder device is controlled by the control device C.
- a partition wall 508 is disposed above the bridge portion 502a.
- the partition wall 508 partitions the space in which the foundry sand S is stored and the space in which the squeeze head 502 is disposed in the storage main body portion 507c.
- a casting sand supply hole 510 extending in a groove shape along the horizontal direction and opening downward is provided between the hanging surface 508c that forms a pair of the partition walls 508 and the inner wall of the storage main body 507c. It has been.
- An edge member 510a is provided at the opening of the foundry sand supply hole 510 over the periphery of the opening, and the edge member 510a contacts the inner wall of the upper frame 506 and the sand flow regulating member 509 during squeeze described later. And it is comprised so that it may slide relatively smoothly.
- the upper part of the storage main body 507c is provided with an opening, and the opening is provided with a lid 507d capable of opening and closing the opening and sealing.
- a plurality of air supply pipes 507e that open to the inside are provided in the upper part of the inner wall of the storage main body 507c, and the air supply pipe 507e communicates with an air pump 511 that supplies compressed air.
- An electromagnetic switching valve 512 that opens and closes the air supply pipe 507e is provided between the air pump 511 and the opening.
- the electromagnetic switching valve 512 has an upper position 512U where the opening of the air supply pipe 507e communicates with the air pump 511, and a lower position 512D where the opening of the air supply pipe 507e is closed.
- the operation of the electromagnetic switching valve 512 is controlled by the control device C.
- the air supply pipe 507e, the air pump 511, and the electromagnetic switching valve 512 constitute a blowing and filling device 507a.
- a superposition frame 556 is formed by superposition of the upper frame 506 and the casting frame 5.
- the sand flow restricting member 509 has a partition 9f omitted in a portion into which a foundry sand supply hole 510 formed by the suspended surface 508c and the inner wall of the storage main body 507c is inserted during squeezing.
- a rectangular opening 509a is provided.
- symbol is provided and description is abbreviate
- the casting frame 5 and the upper frame 506 are overlaid on the master plate 41 placed on the squeeze table 3.
- the squeeze table 3 is raised by the control device C, and a part of the lower end portion of the foundry sand throwing device 507 enters the upper end portion of the upper frame 506.
- the control device C switches an electromagnetic switching valve for a pressing cylinder (not shown) to allow a hydraulic pump (not shown) to communicate with the upper part of the cylinder portion of the pressing cylinder device 52.
- a hydraulic pump not shown
- the control device C supplies the foundry sand S, which is conveyed by a conveyor device (not shown) and measured by a hopper (not shown), into the storage main body portion 507c from the opening portion where the lid body 507d is opened.
- the control device C closes the lid 507d and switches the electromagnetic switching valve 512 to the upper position 512U (position where the air pump 511 and the air supply pipe 507e communicate with each other) in FIG. And the control apparatus C injects compressed air into the storage main-body part 507c from the air supply pipe 507e, thereby fluidizing the foundry sand S and increasing the air pressure in the storage main-body part 507c.
- the foundry sand S is uniformly filled in the space formed by the casting frame 5, the upper frame 506 and the model surface plate 4.
- the sand flow restricting member 509 is fixed to the upper opening of the upper frame 506.
- the sand flow restricting member 509 does not block the introduction and enters the space.
- the foundry sand S is filled evenly.
- the compressed air blown into the storage main body 507c from the air supply pipe 507e is released to the outside air through the first vent hole and the second vent hole.
- the squeeze table 3 and the squeeze head 502 are brought close to each other by raising the squeeze table 3 by the control device C, as in the first embodiment, and the back side squeeze is executed.
- the control device C switches the pressing cylinder electromagnetic switching valve (not shown) to a position where the upper part of the cylinder portion of the pressing cylinder device 52 communicates with the drain, and the piston 52a of the pressing cylinder device 52 is switched.
- the casting sand supply hole 510 edge member 510a
- the casting sand supply hole 510 disposed on the inner wall side of the upper frame 506 and the casting frame 5 also presses the molding sand S from the back side to squeeze the back side. Is made. Other operations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
- the foundry sand injection apparatus 507 is formed by compressed air with the upper frame 506 on which the sand flow regulating member 509 is disposed and the casting frame 5.
- the blow filling device 507a blows and fills the foundry sand S into the superposed frame 556. According to this, since the foundry sand S is fluidized and filled by the blowing and filling device 507a, even if the sand flow regulating member 509 is provided in the polymerization frame 556, the foundry sand S can be reliably placed in the polymerization frame 556. It can be filled evenly.
- the sand flow restricting member 609 is not fixed to the upper frame 6, and the single squeeze foot 602 a and the sand flow restricting member 609 corresponding to the squeeze foot 602 a are integrally connected. ing. Then, after the foundry sand S is put into the superposition frame 56, the sand flow restricting member 609 is inserted into the difficult filling portion in the upper frame 6, and the auxiliary squeeze is executed by the squeeze foot 602a. These points are different from the first embodiment.
- the connected body of the sand flow restricting member 609 and the squeeze head 602 includes a carriage 602b movable in the plane direction with respect to the apparatus main body 601a, and a cylindrical sand flow restricting member provided below the carriage 602b. 609 and a squeeze foot 602a inserted inside the cylindrical shape of the sand flow restricting member 609.
- the carriage 602b is assembled with, for example, a free wheel (not shown) that can move vertically and horizontally along a horizontal plane, and the free wheel is driven by, for example, a motor (not shown).
- the motor that drives the universal wheel is controlled by the control device C, and the control device C arbitrarily moves the carriage 602b and specifies the position of movement by a position sensor (not shown) for positioning.
- the carriage 602b is provided with a pair of cylindrical guide members 602c that penetrate the carriage 602b in the vertical direction and are provided in parallel with each other.
- Guide rods 602d are slidably inserted in the guide member 602c.
- the upper ends of the paired guide rods 602d are connected and fixed to both ends of the horizontal member 602e.
- Connected to the lower surface of the central portion of the horizontal member 602e is a piston distal end portion of an elevating cylinder 602f whose base end portion is fixed to the upper surface of the carriage 602b.
- the lower end portion of the guide rod 602d is connected to both end portions of the horizontally mounted squeeze head 602.
- a cylindrical sand flow restricting member 609 projects downward from the center of the lower surface side of the squeeze head 602.
- the cylindrical inner side of the sand flow regulating member 609 constitutes the hollow hole 609a.
- a foot cylinder 602g is provided at the center of the upper surface side of the squeeze head 602, and a piston portion (squeeze foot 602a) that advances and retreats downward is provided through the squeeze head 602.
- the pressure head 2e of the squeeze foot 602a is configured to be inserted into the hollow hole 609a of the sand flow regulating member 609.
- the control device C moves the carriage 602b to position the sand flow regulating member 609 at the upper position of the difficult-to-fill location (see FIG. 25).
- the control device C drives the elevating cylinder 602f to retract the piston, and moves the squeeze head 602 downward.
- the control device C inserts the sand flow regulating member 609 into the foundry sand S put into the upper frame 6 as shown in FIG.
- the control device C drives the foot cylinder 602g to advance the squeeze foot 2a.
- the pressure head 2e moves in the hollow hole 609a and performs auxiliary squeeze from the back side.
- the control device C drives the foot cylinder 602g to retract the squeeze foot 2a, drives the lift cylinder 602f to advance the piston, and moves the squeeze head 602 upward.
- a cavity H is formed in the upper part of the foundry sand S.
- the foundry sand S in the superposition frame 56 is replenished with the foundry sand S into the cavity H formed by the auxiliary squeeze by a not-shown cast sand replenishing device, and then a normal mold making apparatus.
- the auxiliary squeeze is performed in advance in a difficult filling portion where it is difficult to fill the foundry sand S and the foundry sand S is replenished, and then the main squeeze is performed, so that the mold ML uniformly squeezed as a whole is surely formed. can do.
- the sand flow regulating member 9 of the first embodiment is provided with a hollow hole 9a corresponding to each squeeze foot 2a, and the sand flow regulating member 309 in the third embodiment is two of the squeeze foot 2a located on the outer peripheral side.
- the hollow holes 9a2 and 9a3 that can be inserted in groups of 3 or 3 are used, the present invention is not limited to these.
- a hollow hole can be provided corresponding to a difficult-to-fill part of the foundry sand S, such as providing a hollow hole corresponding to the squeeze foot located on the outer peripheral side and a hollow hole corresponding to the squeeze foot located on the center side.
- the specific configuration described in the above-described embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to such a specific configuration.
- Various embodiments can be adopted without departing from the scope.
- SYMBOLS 1 ... Mold making apparatus, 2 ... Squeeze head, 2a ... Squeeze foot, 3 ... Squeeze table, 4 ... Model surface plate, 5 ... Casting frame, 56 ... Superposition frame, 6 ... Overlay frame, 7 ... Casting sand injection device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Drive apparatus, 9 ... Sand flow control member, 9a ... Hollow hole, 9a2, 9a3 ... Hollow hole, 209 ... Sand flow control member, 309 ... Sand flow control member, 401 ... Mold making apparatus, 501 ... Mold making apparatus, 506 ... Top Filling frame, 507 ... casting sand injection device, 507a ... injection filling device, 509 ...
- sand flow regulating member 556 ... polymerization frame, 601 ... mold molding device, 609 ... sand flow regulating member, C ... control device (back side squeeze part), M ... model, ML ... mold, ML2 ... mold, S ... foundry sand.
Landscapes
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- Casting Devices For Molds (AREA)
Abstract
難充填箇所に充填される鋳物砂を均一にスクイズすることが可能な鋳型造型方法を提供する。 スクイズヘッドと、スクイズテーブルと、模型定盤と、鋳枠と、上盛枠(6)と、鋳物砂投入装置と、スクイズヘッドに装架された複数のスクイズフート(2a)と、スクイズテーブルとスクイズヘッドとを相対的に接近させて複数のスクイズフートによりスクイズを行なう駆動装置と、を備えた鋳型造型装置を使用した鋳型造型方法であって、上下が開口した中空穴(9a)が形成され、スクイズフートによりスクイズする際に、スクイズされる鋳物砂の横方向への流れを中空穴の内壁により規制する砂流規制部材(9)を上盛枠内に設け、鋳物砂投入装置により重合枠内に鋳物砂を投入する鋳物砂投入工程と、スクイズフートを、上盛枠内に配置された砂流規制部材の中空穴に挿入して、背面側からスクイズする背面側スクイズ工程と、を備えること。
Description
本発明は、均一な充填密度の鋳型を造型する鋳型造型方法と、その鋳型造型方法の実施に使用する鋳型造型装置とに関する。
従来、鋳型鋳造装置においては、模型定盤に模型を配置し、鋳物砂を模型の周囲にまで均一に充填してスクイズすることで、バランスよく突き固められた鋳型が造型できる。
しかし、生産効率を上げるため、一つの模型定盤に複数の模型を配置する場合がある。これらの複数の模型は、相互の間隔が狭く配置されたり、鋳枠の内壁との間隔が狭く配置されたりする場合がある。このような相互の間隔の狭い模型と模型の間、或いは模型と鋳枠内壁との間には鋳物砂が充填されにくく、造型された鋳型の強度がその部分において弱くなったり、鋳型の寸法精度を低下させたりする。
このような、鋳物砂の充填を高めるために、スクイズする際のスクイズヘッドの加圧力を高めることが考えられるが、スクイズする際に、鋳物砂は、スクイズする方向にだけではなく、スクイズする方向に対して側方向(横方向)に拡散する。そのため、スクイズヘッドの高い加圧力によって、鋳物砂が模型間等の狭い間隔に至るまでに、前記側方向に力が加わることで鋳物砂が突き固まってしまい、狭い間隔の箇所に鋳物砂を充分に充填することができないという問題があった。
これらの対策として、特許文献1には、スクイズヘッドに代わる取付板にスクイズ方向に立設された薄板体9A,9Bにより、模型と鋳枠の内壁との間、および模型の内側に充填された鋳物砂Sを予備圧縮することが記載されている。
特許文献2には、分割型のスクイズフートを用い、全体について同一の加圧力の条件で予備スクイズした後で、鋳物砂が充填されにくい難充填箇所に対向するスクイズフートを、他の箇所のスクイズフートよりも突出させて充填予備スクイズすることが記載されている。まず、予備スクイズによって鋳物砂全体の硬度を高くし、この状態で難充填箇所に対向するスクイズフートを突出させて充填予備スクイズするので、突出されたスクイズフートにより発生された圧力の分散が予備スクイズされた周りの鋳物砂により防止され、難充填箇所の深部にまで充填予備スクイズ圧力が伝達され、難充填箇所の鋳型強度を高めることができる。
特許文献3では、型枠6(鋳枠)の開口上部に十文字に交わる複数の格子7を有し、スキイズ部材14(スクイズフート)が、格子7が形成する開口部に進入して鋳物砂をスクイズすることが記載されている。
しかし、特許文献1では、薄板体を鋳物砂に挿入し予備圧縮をした後、薄板体を鋳物砂から抜き上げ、別途のスクイズヘッドによりスクイズするために、薄板体の挿入および抜き上げの工程を増加させ、生産効率を低下させる。また、模型の形状、模型の配置によって薄板体の形状を変更する必要があり、設備の増加によるコストの増大と交換工程により生産効率を低下させるという問題があった。
特許文献2では、分割されたスクイズフート毎に制御弁を必要とすることで、設備コストが増大するとともに、設備構造の複雑化を招くことで保全作業の煩雑化を生じさせるという問題があった。
特許文献3では、格子が型枠に固定されて設けられているため、造型された鋳型に注湯した後、鋳型を型枠から取り外すことが大変面倒となる。また、格子が設けられている部分に、湯受け口を設けることができない。そして、型枠の清掃はブラシにより行なうが、型枠内面のブラシ清掃が格子によって、掻き残しなどを生じるおそれがある。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、設備コストの低減を図るとともに、難充填箇所に充填される鋳物砂を均一にスクイズすることが可能な鋳型造型方法及びその造型方法に使用される鋳型造型装置を提供することである。
本発明の構成上の特徴は、鋳物砂をスクイズするスクイズヘッドと、前記スクイズヘッドに対して造型経路に沿って相対的に進退移動するスクイズテーブルと、模型が上面に固定され前記スクイズテーブルに取付けられる模型定盤と、鋳物砂が充填される造型空間を前記模型定盤とともに形成する鋳枠と、前記鋳枠の上端部に重合されて前記鋳枠とともに重合枠を形成する上盛枠と、前記重合枠内に鋳物砂を投入する鋳物砂投入装置と、前記スクイズヘッドに装架され前記スクイズテーブルに対して前記造型経路方向に沿って相対的に進退可能とする複数のスクイズフートと、前記重合枠内に投入された前記鋳物砂を、前記スクイズテーブルと前記スクイズヘッドとを相対的に接近させて前記複数のスクイズフートによりスクイズを行なう駆動装置と、を備えた鋳型造型装置を使用して鋳型の造型を行なう鋳型造型方法であって、前記スクイズフートが挿脱可能なように上下が開口した中空穴が形成され、前記スクイズフートにより鋳物砂をスクイズする際に、スクイズされる前記鋳物砂の横方向への流れを前記中空穴の内壁により規制する砂流規制部材を前記上盛枠内に設け、前記鋳物砂投入装置により前記重合枠内に鋳物砂を投入する鋳物砂投入工程と、前記駆動装置を駆動させて前記スクイズフートを、前記上盛枠内に配置された前記砂流規制部材の前記中空穴に挿入して、前記鋳物砂を前記模型の背面側からスクイズする背面側スクイズ工程と、を備えることである。
本件発明によると、スクイズフートにより背面側スクイズをする際に、上盛枠の鋳物砂内に配設された砂流規制部材の中空穴に、スクイズフートを挿入した状態で鋳物砂をスクイズする。スクイズフートにより押圧される鋳物砂は、砂流規制部材の中空穴の内壁にガイドされて、スクイズ方向に専ら移動し、スクイズ方向の側面方向に拡散することが規制される。そのため、側方への拡散によって鋳物砂が突き固められることなく、難充填箇所の深部にまで、スクイズフートによるスクイズ圧力が伝達され、造型される鋳型全体として、均一にスクイズすることができる。これによって、強度および寸法精度が高い鋳型を造型することができる。
(第1実施形態)
本件発明にかかる鋳型造型方法を使用した鋳型造型装置の第1実施形態について、図1~図13に基づいて以下に説明する。
鋳型造型装置1は、図1に示すように、鋳物砂S(図2参照)をスクイズするスクイズヘッド2と、スクイズヘッド2に対向して設けられたスクイズテーブル3(図1においては、鋳物砂投入装置7がスクイズテーブル3に対向している。)と、模型Mが上面に固定される模型定盤4と、造型空間MS(図2参照)を模型定盤4とともに形成する鋳枠5と、鋳枠5の上端部に重ねられる上盛枠6と、鋳物砂Sを造型空間MSに投入する鋳物砂投入装置7と、スクイズヘッド2に装架された複数のスクイズフート2aと、スクイズテーブル3とスクイズヘッド2とを相対的に接近させる駆動装置8と、スクイズされる鋳物砂Sの横方向への流れを規制する砂流規制部材9と、鋳物砂投入装置7、駆動装置8などの駆動を制御する制御装置Cと、を備えている。
本件発明にかかる鋳型造型方法を使用した鋳型造型装置の第1実施形態について、図1~図13に基づいて以下に説明する。
鋳型造型装置1は、図1に示すように、鋳物砂S(図2参照)をスクイズするスクイズヘッド2と、スクイズヘッド2に対向して設けられたスクイズテーブル3(図1においては、鋳物砂投入装置7がスクイズテーブル3に対向している。)と、模型Mが上面に固定される模型定盤4と、造型空間MS(図2参照)を模型定盤4とともに形成する鋳枠5と、鋳枠5の上端部に重ねられる上盛枠6と、鋳物砂Sを造型空間MSに投入する鋳物砂投入装置7と、スクイズヘッド2に装架された複数のスクイズフート2aと、スクイズテーブル3とスクイズヘッド2とを相対的に接近させる駆動装置8と、スクイズされる鋳物砂Sの横方向への流れを規制する砂流規制部材9と、鋳物砂投入装置7、駆動装置8などの駆動を制御する制御装置Cと、を備えている。
スクイズヘッド2と鋳物砂投入装置7とは、鋳型造型装置1の上部に設けられたシャトル装置10に並設されている。
シャトル装置10は、シャトルシリンダ10aと、ピストン部10bとを有している。ピストン部10bの先端部は、図略のガイド装置によって水平方向に移動自在に筐体に支持される支持部材13に連結されている。支持部材13の下面には、スクイズヘッド2と鋳物砂投入装置7とが水平方向に並べて固定されている。シャトルシリンダ10aは、油圧源としての油圧ポンプ15に連通され、シャトルシリンダ10aと油圧ポンプ15との間には、電磁切替弁14が設けられている。この電磁切替弁14の作動は、制御装置Cによって制御されている。電磁切替弁14は、シャトルシリンダ10aの右室に油圧ポンプ15に連通させてピストン部10bを後退させる右位置14R、シャトルシリンダ10aの左室に油圧ポンプ15に連通させてピストン部10bを前進させる左位置14L、およびピストン部10bを停止状態にする中央位置14Cとを有している。鋳物砂投入装置7とスクイズヘッド2とは、シャトル装置10によって、電磁切替弁14を左位置14Lに切り替えて、スクイズテーブル3に鋳物砂投入装置7を対向させる砂供給位置と、電磁切替弁14を右位置14Rに切り替えて、スクイズテーブル3にスクイズヘッド2を対向させるスクイズ位置と、に位置決めされるよう構成されている。
シャトル装置10は、シャトルシリンダ10aと、ピストン部10bとを有している。ピストン部10bの先端部は、図略のガイド装置によって水平方向に移動自在に筐体に支持される支持部材13に連結されている。支持部材13の下面には、スクイズヘッド2と鋳物砂投入装置7とが水平方向に並べて固定されている。シャトルシリンダ10aは、油圧源としての油圧ポンプ15に連通され、シャトルシリンダ10aと油圧ポンプ15との間には、電磁切替弁14が設けられている。この電磁切替弁14の作動は、制御装置Cによって制御されている。電磁切替弁14は、シャトルシリンダ10aの右室に油圧ポンプ15に連通させてピストン部10bを後退させる右位置14R、シャトルシリンダ10aの左室に油圧ポンプ15に連通させてピストン部10bを前進させる左位置14L、およびピストン部10bを停止状態にする中央位置14Cとを有している。鋳物砂投入装置7とスクイズヘッド2とは、シャトル装置10によって、電磁切替弁14を左位置14Lに切り替えて、スクイズテーブル3に鋳物砂投入装置7を対向させる砂供給位置と、電磁切替弁14を右位置14Rに切り替えて、スクイズテーブル3にスクイズヘッド2を対向させるスクイズ位置と、に位置決めされるよう構成されている。
スクイズヘッド2には、複数のスクイズフート2aがスクイズテーブル3に向かって造型経路方向に夫々独立して進退可能に装架されている。スクイズフート2aは、フートピストン2dと加圧ヘッド2eとを有している。スクイズヘッド2のヘッド本体2bには、複数のフートシリンダ2cが穿設され、各フートシリンダ2cには下端に加圧ヘッド2eを備えたスクイズフート2aのフートピストン2dが夫々摺動可能に嵌合して収納されている。スクイズフート2aは、鋳枠5の内側全域に亙って配置され、鋳枠5に投入された鋳物砂Sを満遍なくスクイズする。図1に示すように、すべてのフートシリンダ2cの上室は、シリンダ22の左室に接続されている。シリンダ22の右室は、電磁切替弁23を介して油圧ポンプ26に連通されている。電磁切替弁23は、シリンダ22の右室と油圧ポンプ26とを連通させる左位置23Lと、シリンダ22の右室をドレインに連通させる右位置23Rと、を有している。電磁切替弁23は、制御装置Cにより切替動作が制御されている。すべてのスクイズフート2aは、油圧回路において並列されたフートシリンダ2cによって夫々駆動され、全てのスクイズフート2aには均等な加圧力が生じるようになっている。
鋳物砂投入装置7は、鋳物砂Sを蓄える容器本体7aの下端部に複数枚の底板からなるシャッター(図略)を備えている。シャッターは、回動位置検出センサ83(図3参照)の検出値に基づいて制御装置Cにより駆動が制御される回動装置84により水平軸線回りに夫々回動される。シャッターの底板が水平状態に回動されと鋳物砂Sを蓄え、底板が垂直状態に回動されると鋳物砂Sが落下するようになっている。シャトル装置10により前記砂供給位置に割出されたときに、重合された鋳枠5および上盛枠6に鋳物砂投入装置7が対向し、図略のホッパで計量された鋳物砂Sを重合枠56(図2参照)内に投入する。
スクイズテーブル3は、上方から見て断面長方形に形成され、装置本体1aに固定された下部シリンダ装置31に設けられている。下部シリンダ装置31は、ピストン部31aとシリンダ部31bとを有している。スクイズテーブル3は、ピストン部31aの上端に固定されて上下方向に進退するようになっている。シリンダ部31bの上部および下部は、給油パイプを介して油圧ポンプ36と連通している。油圧ポンプ36からの油圧の供給は、油圧ポンプ36とシリンダ部31bとの間に設けられた電磁切替弁33によって切り替えられる。電磁切替弁33とシリンダ部31bとの間には圧力センサ37が設けられている。圧力センサ37からの検出信号は制御装置Cに送られる。電磁切替弁33は、シリンダ部31bの下部を油圧ポンプ36に連通してピストン部31aを前進させる右位置33Rと、シリンダ部31bの上部を油圧ポンプ36に連通してピストン部31aを後退させる左位置33Lと、ピストン部31aを停止状態とする中央位置33Cとを有している。この電磁切替弁33の作動は、制御装置Cにより制御される。下部シリンダ装置31の駆動によって、スクイズテーブル3は、スクイズヘッド2に対して造型経路に沿って相対的に進退するよう構成されている。下部シリンダ装置31、油圧ポンプ36および電磁切替弁33により駆動装置8が構成される。
また、後述する背面側スクイズを行なう際に、駆動装置8を駆動させる制御装置Cにより背面側スクイズ部が構成される。制御装置Cは、図3に示すように、演算部C1、記憶部C2、制御部C3を有し、圧力センサ37の検出する圧力値、スクイズテーブル3に対するスクイズヘッド2の相対位置を検出する位置センサ81等に基づいて電磁切替弁23,33を作動させることで、シリンダ22、スクイズフート2a、下部シリンダ装置31等の駆動を制御する。
スクイズテーブル3には、方形状の板である模型定盤4が上面に固定されたマスタープレート41が着脱可能に載置されている。模型定盤4の上面には、模型Mが取り付けられている。
鋳枠5は、模型定盤4の外形に対応し、投入される鋳物砂Sを側面側から囲うことが可能な方形状に形成されている。鋳枠5は、マスタープレート41上に載置された状態で鋳物砂Sが充填されることで、模型定盤4とともに鋳型MLを形成する造型空間MS(図2参照)を形成する。
鋳枠5は、模型定盤4の外形に対応し、投入される鋳物砂Sを側面側から囲うことが可能な方形状に形成されている。鋳枠5は、マスタープレート41上に載置された状態で鋳物砂Sが充填されることで、模型定盤4とともに鋳型MLを形成する造型空間MS(図2参照)を形成する。
鋳枠5の上端部には、上盛枠6が重合され、鋳枠5と上盛枠6とによって重合枠56が構成される(図2参照)。上盛枠6は、図4に示すように、鋳枠5の形状に対応した方形状に形成されている。鋳枠5に投入される鋳物砂Sは、鋳枠5に重ねられた上盛枠6に投入される分だけ多く投入され、鋳枠5に投入される鋳物砂S(造型空間MSの鋳物砂S)より大きな体積となる。後述するスクイズによって、上盛枠6に投入された分の鋳物砂Sを加圧することで、投入された鋳物砂Sの体積を鋳枠5に充填される部分にまで圧縮し、突き固めた鋳型MLを造型する。
上盛枠6の内側には、図4および図5に示すように、砂流規制部材9が設けられている。
砂流規制部材9は、方形状の外枠部材9bと、外枠部材9bの内側に外枠部材9bに対し、平行に延在して夫々十文字状に交差する複数の薄板9cから方形格子状に形成された格子状部9dと、を有している。格子状部9dには、格子状に区切ることによって、上下が開口した方形状の中空穴9aが複数形成されている。中空穴9aは、複数のスクイズフート2aに夫々対応して設けられている。
砂流規制部材9は、方形状の外枠部材9bと、外枠部材9bの内側に外枠部材9bに対し、平行に延在して夫々十文字状に交差する複数の薄板9cから方形格子状に形成された格子状部9dと、を有している。格子状部9dには、格子状に区切ることによって、上下が開口した方形状の中空穴9aが複数形成されている。中空穴9aは、複数のスクイズフート2aに夫々対応して設けられている。
外枠部材9bは、上盛枠6の内壁に複数のボルト9b1によって固定されている。格子状部9dは、図2に示すように、薄板9cの巾方向の長さKL(高さ)が上盛枠6の高さULよりも長く形成されている。格子状部9dは、鋳枠5に上盛枠6が重ねられたときに、薄板9cの下端部が所定長さ鋳枠5内の上部に入り込むよう構成されている。薄板9cの高さKLは、例えば、上盛枠6の上端部から、鋳物砂Sに埋設された模型Mの上端部までの長さSMLから、造型される鋳型MLの強度を確保できる厚み分MTを減算した長さに設定することができる。
格子状部9dの下端は、各中空穴9aが下方に向かって広くなるテーパ状に形成されている。このように各中空穴9aが下方に向かって広くなるため、格子状部9dを構成する薄板9cの下部は、図5に示すように、下方に向かって薄くなるように下部テーパ部9c1が形成されている。薄板9cの上部についても、上方に向かって厚みが薄くなるように上部テーパ部9c2が形成されている。鋳枠5の上端部に対向する格子状部9dの下部部分には、テーパ状の切欠き9d1が設けられている。このテーパ状の切欠き9d1により、砂流規制部材9が上盛枠6とともに鋳枠5に重ねられるときに、鋳枠5の上端部に格子状部9dが接触するのを防止し、脱型されるときに、鋳型MLとなった鋳物砂Sからの格子状部9dの抜き出しを容易にしている。
上盛枠6の四隅には、図4および図5に示すように、対向する一対の枠が延長する方向に突出する取付金具6aが設けられている。取付金具6aには、後述する上盛枠支持部材61が挿入可能な支持穴6a1が夫々貫設されている。
また、前述したスクイズテーブル3の上方には、図1に示すように、マスタープレート交換装置32が配置されている。このマスタープレート交換装置32は、装置本体1aに設けられ、互いに平行に延在する一対のローラ支持部材32a1とローラ支持部材32a1の内側に対向して複数個回転自在に支承されたローラ32a2とを備えた下方ローラコンベヤ32aを有している。
マスタープレート41は、下方ローラコンベヤ32a上で、図略の停止装置により、スクイズテーブル3と対向する交換位置に位置決めされる。そして、マスタープレート41は、下方ローラコンベヤ32aから、下部シリンダ装置31によって上昇されるスクイズテーブル3上に、着脱可能に移載されるようになっている。
マスタープレート交換装置32の上方には、鋳枠受渡装置51が配設されている。鋳枠受渡装置51は、互いに離間した状態で水平方向(下方ローラコンベヤ32aと平行する方向)に延在する一対の上方ローラコンベヤ51aを有している。上方ローラコンベヤ51aは、互いに平行に延在する一対のローラ支持部材51a1とローラ支持部材51a1の内側に対向して複数個回転自在に支承されたローラ51a2とを備えている。この上方ローラコンベヤ51aによって、鋳枠5の両側下面が、マスタープレート交換装置32の上方において係脱可能に支持されるようになっている。上方ローラコンベヤ51a上には、造型に使用される鋳枠5が順に並べられる。次に型込めされる予定の鋳枠5は、上方ローラコンベヤ51a上で図略の停止装置によりスクイズテーブル3と対向する鋳枠受渡位置に位置決めされる。
そして、下部シリンダ装置31によりスクイズテーブル3が上昇されると、スクイズテーブル3上に載置されたマスタープレート41の上面が、上方ローラコンベヤ51aのローラ51a2の上端と一致する高さ位置となる。この高さ位置よりさらにスクイズテーブル3が上昇することで、上方ローラコンベヤ51aからマスタープレート41上に、鋳枠5が受け渡される。
鋳枠受渡装置51の上面には、4本の上盛枠支持部材61が各ローラ支持部材51a1の上部より上方に突設されている。上盛枠支持部材61には、上盛枠6が4隅に設けられた取付金具6aにおいて下方から支持されるようになっている。これらの上盛枠支持部材61は、上盛枠6がスクイズテーブル3に対向する位置に位置決めされるよう配置されている。上盛枠支持部材61は、棒状の支持部材本体部61aと支持部材本体部61aの先端に、支持部材本体部61aより細い棒状のガイド部61bを備えた棒材である。ガイド部61bは、上盛枠6の下面の四隅に設けられた取付金具6aの各支持穴6a1(図4参照)に係脱可能に嵌合する。支持部材本体部61aは、鋳枠5の高さと上盛枠6の下端から取付金具6aの下端までの長さとが、合算された長さよりも長く形成され、鋳枠5の上面と上盛枠6の下面との間で、間をあけて上盛枠6を支持するようになっている。鋳枠5に載置される上盛枠6は、この上盛枠支持部材61によって鋳枠5の上方に支持される。
下部シリンダ装置31によりスクイズテーブル3が上昇されることで、スクイズテーブル3上に、マスタープレート41(模型定盤4)、鋳枠5が載置される。さらにスクイズテーブル3が上昇することで、上盛枠支持部材61より鋳枠5に上盛枠6が重ねられた重合枠56が形成される(図2参照)。
下部シリンダ装置31によりスクイズテーブル3が上昇されることで、スクイズテーブル3上に、マスタープレート41(模型定盤4)、鋳枠5が載置される。さらにスクイズテーブル3が上昇することで、上盛枠支持部材61より鋳枠5に上盛枠6が重ねられた重合枠56が形成される(図2参照)。
次に、以上のように構成された鋳型造型装置1を使用した造型手順を、図1、図6、図7、図8および図11に基づいて以下に説明する。
図1に示すように、模型Mおよび模型定盤4が組み付けられたマスタープレート41は、マスタープレート交換装置32の交換位置(スクイズテーブル3に対向する位置)に位置決めされている。スクイズテーブル3は、マスタープレート交換装置32よりも下方にある下降端に配置されている。上盛枠6は、上盛枠支持部材61によって、鋳枠5の上端部位置より上方に間を空けて支持されている。上盛枠6の開口部の内側には、前述のように、砂流規制部材9が組付け固定されている。鋳枠受渡装置51において、上方ローラコンベヤ51a上に複数の鋳枠5が並べられた状態にある。
図1に示すように、模型Mおよび模型定盤4が組み付けられたマスタープレート41は、マスタープレート交換装置32の交換位置(スクイズテーブル3に対向する位置)に位置決めされている。スクイズテーブル3は、マスタープレート交換装置32よりも下方にある下降端に配置されている。上盛枠6は、上盛枠支持部材61によって、鋳枠5の上端部位置より上方に間を空けて支持されている。上盛枠6の開口部の内側には、前述のように、砂流規制部材9が組付け固定されている。鋳枠受渡装置51において、上方ローラコンベヤ51a上に複数の鋳枠5が並べられた状態にある。
まず、制御装置Cは、造型に使用される鋳枠5を、鋳枠受渡位置(スクイズテーブル3に対向する位置)に位置決めする(ステップ101、以下、ステップを「S」と略記してS101のように記載する。)。
次に、制御装置Cは、電磁切替弁33を右位置33Rに切り替えて、油圧ポンプ36とシリンダ部31bの下部とを連通する。これによって、下部シリンダ装置31のピストン部31aが前進し、スクイズテーブル3を上昇させる。スクイズテーブル3は、上昇の途中で鋳枠受渡装置51から鋳枠5を受け取り、マスタープレート41上に鋳枠5を載置する。
制御装置Cは、更に、スクイズテーブル3を上昇させて、上盛枠支持部材61から上盛枠6を受け取る。その際、上盛枠6は、支持穴6a1がガイド部61bに嵌合した状態で、支持部材本体部61aの上端より少し上の位置で保持される。そして、制御装置Cは、スクイズテーブル3とともに上昇してきた鋳枠5に上盛枠6を重ねることで重合枠56を形成する(S102)。制御装置Cは、鋳枠5の位置を検出する位置センサ81の検出信号によって、重合枠56が形成されたと判定した場合は、電磁切替弁33を中央位置33Cに切り替えてスクイズテーブル3の上昇を停止する。
次に、制御装置Cは、シャトル装置10のシャトルシリンダ10aを駆動させて、鋳物砂投入装置7を砂投入位置(スクイズテーブル3に対向する位置)に位置決めする(S103)。なお、この工程は、重合枠形成工程の前に行なってもよく、重合枠形成工程と平行して行なってもよい。
次に、制御装置Cは、容器本体7aの回動装置を駆動させ、シャッターを回動して、図略のホッパにより鋳型MLの造型に必要な量が計量された鋳物砂Sを、重合枠56内に投入する(S104・鋳物砂投入工程)。上盛枠6の内側に固定される砂流規制部材9の格子状部9dは、薄板9cの上部に上部テーパ部9c2が設けられている。この上部テーパ部9c2によって、鋳物砂Sの投入の際に、薄板9cの上端部に鋳物砂Sが積載したり、薄板9cの上端部に弾かれて鋳物砂Sが格子状部9dから離れた位置に拡散したりすることを防止することができる。
次に、制御装置Cは、シャトル装置10のシャトルシリンダ10aを駆動させて、スクイズヘッド2をスクイズ位置(スクイズテーブル3に対向する位置)に位置決めする(S105)。
次に、制御装置Cは、電磁切替弁33を右位置33Rに切替え、下部シリンダ装置31を駆動させることで、スクイズヘッド2によるスクイズが可能な位置までスクイズテーブル3を、上昇させる(図6参照)。
このとき、制御装置Cは、電磁切替弁23を右位置23R(シリンダ22の図1における右室がドレインに連通する位置)に位置決めし、スクイズフート2aが後退可能な状態とする。
そして、加圧ヘッド2eの先端は、上盛枠6に盛られた鋳物砂Sの上端面に接触し、スクイズフート2aは、スクイズテーブル3の上昇に伴ってフートシリンダ2c内を後退する。フートシリンダ2cからの圧油がシリンダ22の左室側の空間に流入し、シリンダ22のピストンも後退する。
このとき、制御装置Cは、電磁切替弁23を右位置23R(シリンダ22の図1における右室がドレインに連通する位置)に位置決めし、スクイズフート2aが後退可能な状態とする。
そして、加圧ヘッド2eの先端は、上盛枠6に盛られた鋳物砂Sの上端面に接触し、スクイズフート2aは、スクイズテーブル3の上昇に伴ってフートシリンダ2c内を後退する。フートシリンダ2cからの圧油がシリンダ22の左室側の空間に流入し、シリンダ22のピストンも後退する。
シリンダ22のピストンが右側の移動端に当接し、ピストンの後退が停止したところで、シリンダ22からの反力としての油圧がフートシリンダ2cに生じる。
制御装置Cは、さらにスクイズテーブル3を、上昇させる(図7参照)。これによって、スクイズフート2aとスクイズテーブル3とが接近し、スクイズフート2aによって重合枠56内の鋳物砂Sが背面側スクイズされる(S106・背面側スクイズ工程)。背面スクイズの際に、スクイズフート2aは、砂流規制部材9の中空穴9aに挿入される。砂流規制部材9によって、スクイズされる鋳物砂Sはスクイズ方向(上下方向)に対して側方への拡散が規制され、スクイズ方向に方向づけられた鋳物砂Sの流れを生じる。これによって、模型Mと模型Mとの間、模型Mと鋳枠5の内壁との間などの難充填箇所に、鋳物砂Sを万遍なく充填することができる。各スクイズフート2aは、同じ圧力でスクイズされているが、鋳物砂Sの中に模型Mが配置され鋳物砂Sの深さが浅くなっている箇所では浅く、模型Mが配置されていないで、鋳物砂Sの深さが深くなっている箇所では深く、それぞれスクイズフート2aの下降位置は異なったものとなる(図7参照)。
背面側スクイズに使用されるスクイズテーブル3からの圧力は、下部シリンダ装置31と電磁切替弁33との間に設けられた圧力センサ37によって検出され、検出信号が制御装置Cに送られる。制御装置Cは、圧力センサ37の検出信号により所定の圧力に達したことを判断すると、電磁切替弁33を中央位置33Cに切替え、スクイズテーブル3の上昇を停止させる。
次に、制御装置Cは、電磁切替弁33を左位置33Lに切り替え、シリンダ部31bの上部に油圧ポンプ36を連通させて、スクイズテーブル3を下降させる。鋳枠5と上盛枠6との重合が解かれ、鋳枠5からマスタープレート41が外されて鋳型MLが脱型される(S107・図8)。格子状部9dの薄板9cは、下方に向かって薄くなる下部テーパ部9c1が設けられているので、鋳型ML表面の鋳物砂Sを崩すことなく、鋳枠5から上盛枠6を容易に取り外すことができる。脱型された鋳型MLの外側(上部)の表面は、図8に示すように、複数のスクイズフート2aが夫々押圧した深さによって、凹凸が生じている。
次に、鋳型MLの外側に凹凸が生じた余剰部分の削除を行なう(S108)。例えば、鋳型MLの搬送ライン上において、水平に延在する刃を備え、鋳枠5の上端面に対して平行に相対移動するスクラッパ装置によって、鋳枠5の端面より突出した余剰の凸部を削除する。これによって、図9および図10に示すように、端面が鋳枠5の端面と一致し、鋳型MLの外側となる表面に溝S1が格子状に形成された鋳型MLが形成される。
次に、制御装置Cは、生産終了か否かを判定する(S109)。生産終了でないと判定した場合、S101に戻って造型手順を繰り返す。生産終了と判断した場合は、造型手順を終了する。
また、砂流規制部材9を使用した本願鋳型造型装置を用いて鋳型造型した場合と、砂流規制部材9を使用しない従来の鋳型造型装置を用いて鋳型造型した場合とにおいて、造型された鋳型強度を比較する試験を行なった。
この試験に使用する模型として、図12に示すように、三種類の大きさの円筒形模型を用意した。円筒形模型は、高さ120mmで内径80mmの模型M1、高さ60mmで内径40mmの模型M2、および高さ40mmで内径40mmの模型M3である。スクイズ条件については、複数のスクイズフート2aの加圧ヘッド2eにより、砂流規制部材9の薄板9cの高さKLの3分の2程度の深さDPまで押圧する状態とした。砂流規制部材9の下端部と模型の上端部との距離は、模型M1において50mm、模型M2において110mm、模型M3において130mmとした。従来の鋳型造型装置による鋳型造型については、砂流規制部材9を使用しないことのみが相違し、他の条件は同様とした。
鋳型強度について、図13に示すように、従来の鋳型造型装置を用いて鋳型造型した場合では、模型M1では、4.8(N/cm2)、模型M2では4.5(N/cm2)および模型M3では4.0(N/cm2)であった。これに対し本願鋳型造型装置を用いて鋳型造型した場合では、模型M1では、8.2(N/cm2)、模型M2では7.9(N/cm2)および模型M3では5.5(N/cm2)であった。特に難充填箇所が生じやすいと考えられる高さの高い模型M1において170%、中くらいの高さ模型M2において176%の鋳型強度の増加が見られた。このように、砂流規制部材9を使用した本願鋳型造型装置1による鋳型造型は、スクイズにおける難充填箇所が生じ易い模型を使った場合においても、鋳物砂Sを万遍なく充填することができ、強度の高い鋳型を造型することができることが実際に行なった試験により明らかになった。
この試験に使用する模型として、図12に示すように、三種類の大きさの円筒形模型を用意した。円筒形模型は、高さ120mmで内径80mmの模型M1、高さ60mmで内径40mmの模型M2、および高さ40mmで内径40mmの模型M3である。スクイズ条件については、複数のスクイズフート2aの加圧ヘッド2eにより、砂流規制部材9の薄板9cの高さKLの3分の2程度の深さDPまで押圧する状態とした。砂流規制部材9の下端部と模型の上端部との距離は、模型M1において50mm、模型M2において110mm、模型M3において130mmとした。従来の鋳型造型装置による鋳型造型については、砂流規制部材9を使用しないことのみが相違し、他の条件は同様とした。
鋳型強度について、図13に示すように、従来の鋳型造型装置を用いて鋳型造型した場合では、模型M1では、4.8(N/cm2)、模型M2では4.5(N/cm2)および模型M3では4.0(N/cm2)であった。これに対し本願鋳型造型装置を用いて鋳型造型した場合では、模型M1では、8.2(N/cm2)、模型M2では7.9(N/cm2)および模型M3では5.5(N/cm2)であった。特に難充填箇所が生じやすいと考えられる高さの高い模型M1において170%、中くらいの高さ模型M2において176%の鋳型強度の増加が見られた。このように、砂流規制部材9を使用した本願鋳型造型装置1による鋳型造型は、スクイズにおける難充填箇所が生じ易い模型を使った場合においても、鋳物砂Sを万遍なく充填することができ、強度の高い鋳型を造型することができることが実際に行なった試験により明らかになった。
上記の記載で明らかなように、第1実施形態における鋳型造型装置1は、鋳物砂Sをスクイズするスクイズヘッド2と、スクイズヘッド2に対して造型経路に沿って相対的に進退移動するスクイズテーブル3と、模型Mが上面に固定されスクイズテーブル3に取付けられる模型定盤4と、鋳物砂Sが充填される造型空間を模型定盤4とともに形成する鋳枠5と、鋳枠5の上端部に重合されて鋳枠5とともに重合枠56を形成する上盛枠6と、重合枠56に鋳物砂Sを投入する鋳物砂投入装置7と、スクイズヘッド2に装架されスクイズテーブル3に対して造型経路方向に進退可能とする複数のスクイズフート2aと、重合枠56内に投入された鋳物砂Sを、スクイズテーブル3とスクイズヘッド2とを相対的に接近させて複数のスクイズフート2aによりスクイズを行なう駆動装置8と、上盛枠6内に配置され、スクイズフート2aが挿脱可能なように上下が開口した中空穴9aが形成され、スクイズフート2aにより鋳物砂Sをスクイズする際に、スクイズされる鋳物砂Sの横方向への流れを中空穴9aの内壁により規制する砂流規制部材9と、駆動装置8を駆動させてスクイズフート2aを、上盛枠6内に配置された砂流規制部材9の中空穴9aに挿入して、鋳物砂Sを模型Mの背面側からスクイズする背面側スクイズ部(制御装置C)と、を備える。
これによると、スクイズフート2aにより背面側スクイズをする際に、上盛枠6の鋳物砂S内に配設された砂流規制部材9の中空穴9aに、スクイズフート2aを挿入した状態で鋳物砂Sをスクイズする。スクイズフート2aにより押圧される鋳物砂Sは、砂流規制部材9の中空穴9aの内壁にガイドされて、スクイズ方向に専ら移動し、スクイズ方向の側面方向に拡散することが規制される。そのため、砂流規制部材9という簡素な構造の部品を加えるだけで、側方への拡散する鋳物砂Sによって鋳物砂Sが突き固められた状態となることなく、難充填箇所の深部にまで、スクイズフート2aによるスクイズ圧力が伝達され、造型される鋳型ML全体として、均一にスクイズすることができる。これによって、従来のようなスクイズシリンダ毎に圧力制御弁を設けることもなく、設備コストを極力低減して、強度および寸法精度が高い鋳型MLを造型することができる。
また、砂流規制部材9は、上盛枠6に固定されている。
これによると、上盛枠6に砂流規制部材9を予め固定することで、上盛枠6内に砂流規制部材9が配置され、上盛枠6を鋳枠5に重ねることが、同時に重合枠56内に砂流規制部材9を配置することとなるため、砂流規制部材9を配置する工程を省略することができる。また、脱型の際には、鋳枠5から上盛枠6を取り外すことが、同時に砂流規制部材9を鋳型から取り外すこととなるので、極めて簡単に鋳型MLを鋳枠5から取り外すことができる。鋳枠5には、砂流規制部材9が取り付けられていないので、鋳枠5の清掃を容易かつ確実に行なうことができる。
これによると、上盛枠6に砂流規制部材9を予め固定することで、上盛枠6内に砂流規制部材9が配置され、上盛枠6を鋳枠5に重ねることが、同時に重合枠56内に砂流規制部材9を配置することとなるため、砂流規制部材9を配置する工程を省略することができる。また、脱型の際には、鋳枠5から上盛枠6を取り外すことが、同時に砂流規制部材9を鋳型から取り外すこととなるので、極めて簡単に鋳型MLを鋳枠5から取り外すことができる。鋳枠5には、砂流規制部材9が取り付けられていないので、鋳枠5の清掃を容易かつ確実に行なうことができる。
また、砂流規制部材9は、造型経路方向から見て方形格子状である。
これによると、方形格子状に組むことで、スクイズフート2aに対応した砂流規制部材9を、簡単に形成することができる。
これによると、方形格子状に組むことで、スクイズフート2aに対応した砂流規制部材9を、簡単に形成することができる。
また、砂流規制部材9は、スクイズフート2a毎に中空穴9aが対応して設けられている。
これによると、砂流規制部材9は、スクイズフート2a毎にスクイズする鋳物砂Sを細かく区分けして難充填箇所に対応する。そのため、鋳物砂Sの難充填箇所が複数に亙って生じていたとしても、夫々の難充填箇所の深部にまでスクイズフート2aの加圧力を確実に伝達して、均一なスクイズを行なうことができる。
これによると、砂流規制部材9は、スクイズフート2a毎にスクイズする鋳物砂Sを細かく区分けして難充填箇所に対応する。そのため、鋳物砂Sの難充填箇所が複数に亙って生じていたとしても、夫々の難充填箇所の深部にまでスクイズフート2aの加圧力を確実に伝達して、均一なスクイズを行なうことができる。
また、砂流規制部材9の中空穴9aは、下方に向かって広くなるテーパ状に設けられている。
これによると、中空穴9aが下方に向かって広くなるテーパ状となっているため、砂流規制部材9の下端部は、下方に向かって薄くなるテーパ状(下部テーパ部9c1)に形成される。そのため、スクイズによって鋳物砂Sが硬化していても、下端部が下部テーパ部9c1となっていることにより剥離性を向上させるので、鋳物砂Sから砂流規制部材9を容易に抜き出すことができる。これによって、鋳型MLを崩すことなく安全かつ確実に脱型することができる。
これによると、中空穴9aが下方に向かって広くなるテーパ状となっているため、砂流規制部材9の下端部は、下方に向かって薄くなるテーパ状(下部テーパ部9c1)に形成される。そのため、スクイズによって鋳物砂Sが硬化していても、下端部が下部テーパ部9c1となっていることにより剥離性を向上させるので、鋳物砂Sから砂流規制部材9を容易に抜き出すことができる。これによって、鋳型MLを崩すことなく安全かつ確実に脱型することができる。
なお、上記実施形態において、すべてのスクイズフート2aは、均等な加圧力が生じるものとしたが、これに限定されず、例えば、各フートシリンダ毎に制御弁を設け、フートシリンダ毎に異なった圧力を加えるものでもよい。
また、鋳物砂Sのスクイズを背面側スクイズとしたが、これに限定されず、例えば、背面側から加圧力の小さな予備スクイズを行うことで、鋳物砂のコンパクタビリティを均一にし、模型面側スクイズ(重合枠内の鋳物砂に対して模型定盤が相対移動するように下方からスクイズするもの)ことで、模型面周りの鋳物砂の充填を図り、さらに背面側スクイズを行うものでもよい。
また、鋳物砂Sのスクイズを背面側スクイズとしたが、これに限定されず、例えば、背面側から加圧力の小さな予備スクイズを行うことで、鋳物砂のコンパクタビリティを均一にし、模型面側スクイズ(重合枠内の鋳物砂に対して模型定盤が相対移動するように下方からスクイズするもの)ことで、模型面周りの鋳物砂の充填を図り、さらに背面側スクイズを行うものでもよい。
(第2実施形態)
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第2実施形態について、図14~図17に基づいて以下に説明する。
第2実施形態に使用される砂流規制部材209は、鋳型ML2の湯受け口211(図16および図17参照)が形成される位置(図14における格子の一番右列の中央位置)の薄板9c2aの高さKL2が上盛枠6の高さULと同じに設けられ、上盛枠6が鋳枠5に重ねられたときに、鋳枠5内の上部に格子状部9d2の下端部が入り込まないように設けられている。格子状部9d2の一番左列の薄板9c2bが、他の薄板9cより高さが高く設けられ、鋳枠5内の上部に格子状部9d2の下端部がより多く入り込むようになっている。これらの点について、第1実施形態と相違し、その他の構成については同様であるので、同じ符号を付与して説明を省略する。
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第2実施形態について、図14~図17に基づいて以下に説明する。
第2実施形態に使用される砂流規制部材209は、鋳型ML2の湯受け口211(図16および図17参照)が形成される位置(図14における格子の一番右列の中央位置)の薄板9c2aの高さKL2が上盛枠6の高さULと同じに設けられ、上盛枠6が鋳枠5に重ねられたときに、鋳枠5内の上部に格子状部9d2の下端部が入り込まないように設けられている。格子状部9d2の一番左列の薄板9c2bが、他の薄板9cより高さが高く設けられ、鋳枠5内の上部に格子状部9d2の下端部がより多く入り込むようになっている。これらの点について、第1実施形態と相違し、その他の構成については同様であるので、同じ符号を付与して説明を省略する。
第2実施形態における砂流規制部材209を使用してスクイズを実行した場合、鋳型ML2の湯受け口211が形成される位置には、溝S1が形成されないので、湯受け口211を溝S1に影響されることなく確実に成形することができる。
また、格子状部9d2の一番左列の薄板9c2bが対応する鋳枠5内は、模型Mと鋳枠5の内壁との間が狭くなっており、鋳物砂Sが充填されにくい難充填箇所となっている(図17参照)。しかし、格子状部9d2の一番左列の薄板9c2bは、高さが高く形成され、鋳枠5内の上部に格子状部9d2の他の薄板9cの下端部より多く入り込んでいる。そのため、鋳物砂Sが、格子状部9d2の内壁によって、スクイズ方向に方向づけされる距離が長くなり、鋳物砂Sの深い位置まで側方への拡散を規制することができる。これによって、模型Mと鋳枠5の内壁との間が狭くなった鋳物砂Sの難充填箇所においても、鋳物砂Sを万遍なく充填して、強度の均一な鋳型ML2を造型することができる。このように、難充填箇所に対応する砂流規制部材209の部分を高く形成することで、より効率的に均一なスクイズを行なうことができる。
上記の記載で明らかなように、第2実施形態における砂流規制部材209は、湯受け口211が設けられる箇所に対応する砂流規制部材209の下端部の一部が除かれている。
これによると、上盛枠6に砂流規制部材209が固定されていても、湯受け口211が設けられる箇所に対応する砂流規制部材209の部分が除かれているので、湯受け口211を支障なく造作することができる。
これによると、上盛枠6に砂流規制部材209が固定されていても、湯受け口211が設けられる箇所に対応する砂流規制部材209の部分が除かれているので、湯受け口211を支障なく造作することができる。
(第3実施形態)
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第3実施形態について、図18に基づいて以下に説明する。
第3実施形態に使用される砂流規制部材309は、外枠部材9bから1本のスクイズフート2aが挿入可能な間隔をあけて内側に、外枠部材9bに沿って内枠部材9eが設けられている。外枠部材9bと内枠部材9eとの間には、図18における左右の端においては、2本のスクイズフート2aが外枠部材9bに沿って挿入できる間隔で、仕切り9fが夫々3箇所に架設されている。図18における上下の端においては、3本のスクイズフート2aが外枠部材9bに沿って挿入できる間隔で、夫々仕切り9fが1箇所に架設されている。これによって、2本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a2が、左右方向(図16において)に4箇所ずつ設けられ、3本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a3が、上下方向(図18において)に2箇所ずつ設けられている。
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第3実施形態について、図18に基づいて以下に説明する。
第3実施形態に使用される砂流規制部材309は、外枠部材9bから1本のスクイズフート2aが挿入可能な間隔をあけて内側に、外枠部材9bに沿って内枠部材9eが設けられている。外枠部材9bと内枠部材9eとの間には、図18における左右の端においては、2本のスクイズフート2aが外枠部材9bに沿って挿入できる間隔で、仕切り9fが夫々3箇所に架設されている。図18における上下の端においては、3本のスクイズフート2aが外枠部材9bに沿って挿入できる間隔で、夫々仕切り9fが1箇所に架設されている。これによって、2本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a2が、左右方向(図16において)に4箇所ずつ設けられ、3本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a3が、上下方向(図18において)に2箇所ずつ設けられている。
これらの点について、第1実施形態と相違し、その他の構成は、同様であるので、同じ符号を付与して説明を省略する。
鋳枠5の内壁に接近した位置は、当該内壁と模型Mとの間が狭くなって、鋳物砂Sが充填しにくい難充填箇所となる場合がある。第3実施形態の砂流規制部材309において、外枠部材9bと内枠部材9eとの間に、中空穴9a2,9a3が設けられ、中空穴9a2,9a3は、夫々鋳枠5の内壁に接近した位置に対応する。そのため、中空穴9a2,9a3を構成する砂流規制部材309の仕切り9f、内枠部材9eおよび外枠部材9bによって、スクイズの際の鋳物砂Sの流れが、スクイズ方向に対して側方向に拡散するのを規制する。
これによって、鋳枠5の内壁と模型Mとの間が狭くなっても、鋳物砂Sを万遍なく充填して、均一にスクイズすることができ、強度および寸法精度が高い鋳型MLを造型することができる。砂流規制部材309は、鋳枠5の内壁に沿って設けられているだけなので、簡素な構造とすることができ、製造コストの低減を図ることができる。また、2本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a2、および3本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a3とすることで、さらに簡素な構造の砂流規制部材309とすることができる。
鋳枠5の内壁に接近した位置は、当該内壁と模型Mとの間が狭くなって、鋳物砂Sが充填しにくい難充填箇所となる場合がある。第3実施形態の砂流規制部材309において、外枠部材9bと内枠部材9eとの間に、中空穴9a2,9a3が設けられ、中空穴9a2,9a3は、夫々鋳枠5の内壁に接近した位置に対応する。そのため、中空穴9a2,9a3を構成する砂流規制部材309の仕切り9f、内枠部材9eおよび外枠部材9bによって、スクイズの際の鋳物砂Sの流れが、スクイズ方向に対して側方向に拡散するのを規制する。
これによって、鋳枠5の内壁と模型Mとの間が狭くなっても、鋳物砂Sを万遍なく充填して、均一にスクイズすることができ、強度および寸法精度が高い鋳型MLを造型することができる。砂流規制部材309は、鋳枠5の内壁に沿って設けられているだけなので、簡素な構造とすることができ、製造コストの低減を図ることができる。また、2本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a2、および3本のスクイズフート2aを並べて挿入可能な中空穴9a3とすることで、さらに簡素な構造の砂流規制部材309とすることができる。
上記の記載で明らかなように、第3実施形態における砂流規制部材309は、砂流規制部材309の中空穴9a2,9a3は、複数のスクイズフート2aのうち外周側に配置されたスクイズフート2aに対応して配置され、各中空穴9a2,9a3は、外周側のスクイズフート2aにおける複数のスクイズフート2aが挿入可能に設けられている。
これによると、外周側に配置された砂流規制部材309によって、スクイズされる鋳物砂Sが、スクイズ方向に対して側方(横方向)へ拡散することで突き固められてしまうことがない。そのため、鋳枠5内壁と模型Mとの間で狭くなった空間にまで、スクイズフート2aの加圧力を効率よく伝達することができ、全体として均一なスクイズを行なうことができる。各中空穴9a2,9a3は、外周側のスクイズフート2aにおける複数のスクイズフート2aが挿入可能なので、砂流規制部材309を簡素な構造とすることができ、製造コストの低減を図ることができる。
(第4実施形態)
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第4実施形態について、図19~図20に基づいて以下に説明する。
第4実施形態の鋳型造型装置401においては、スクイズヘッド402において、複数のスクイズフート2aがヘッド本体402bに固定されている点において第1実施形態と相違する。
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第4実施形態について、図19~図20に基づいて以下に説明する。
第4実施形態の鋳型造型装置401においては、スクイズヘッド402において、複数のスクイズフート2aがヘッド本体402bに固定されている点において第1実施形態と相違する。
第4実施形態の鋳型造型装置401の場合、前述のように、スクイズフート2aが上下方向に移動しないように固定されている。そのため、スクイズテーブル3を上昇させて背面側スクイズを実施した場合に、図20に示すように、鋳物砂Sに各スクイズフート2aを押し込む深さが同じとなる。
第4実施形態の鋳型造型装置401の場合、鋳枠5内に配設される模型Mの高さが低く、各スクイズフート2aに対する鋳物砂Sから生じる反力に差があまり生じない場合に有効である。また、スクイズヘッド402を簡素な構造のものとすることができ、設備コストの低減を図ることができる。
その他の構成および作用については、第1実施形態と同様であり、同じ符号を付与して説明を省略する。
その他の構成および作用については、第1実施形態と同様であり、同じ符号を付与して説明を省略する。
(第5実施形態)
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第5実施形態について、図21~図24に基づいて以下に説明する。
第5実施形態における鋳型造型装置501は、スクイズヘッド502と鋳物砂投入装置507とが一体化したものを有している。そして、鋳物砂投入装置507には、鋳枠5に投入する際に、鋳物砂Sにエア圧力を加える吹き込み充填装置507aが設けられている。上盛枠506の上部4隅には、支持リブ506aが水平方向に突設され、支持リブ506aに対向するスクイズヘッド502の4隅には上下方向に進退するピストン52aを備えた押圧シリンダ装置52が設けられている。
上盛枠506は、内壁面の水平方向に沿って互いに平行に設けられた複数の内壁面スリット(図略)を有し、各内壁面スリットには上盛枠506の外壁に開口して内壁面スリットを外気と連通させる第1通気孔が夫々設けられている。各内壁面スリットは、例えば溝巾が0.3mmに設定され、鋳物砂Sの粒子が通過不能にかつ空気が通過可能になっている。内壁面スリットと第1通気孔とにより、吹き込み充填装置507aが吹き込んだ圧縮空気を外気へと排出する第1ベントホールが形成されている。
スクイズフート2a1の加圧ヘッド2e1の下端面は、下端面の一方向に沿って平行に設けられた複数の平行スリット(図略)を有し、各平行スリットには加圧ヘッド2e1の上部に開口して平行スリットを外気と連通させる第2通気孔が設けられている。各平行スリットは、例えば溝巾が0.3mmに設定され、鋳物砂Sの粒子が通過不能にかつ空気が通過可能になっている。平行スリットと第2通気孔とにより、吹き込み充填装置507aが吹き込んだ圧縮空気を、第1ベントホールとともに外気へと排出する第2ベントホールが形成されている。
砂流規制部材509は、後述する鋳物砂供給穴510に対応する位置には仕切り9fが設けられていない。これらの点において第1実施形態と相違する。
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第5実施形態について、図21~図24に基づいて以下に説明する。
第5実施形態における鋳型造型装置501は、スクイズヘッド502と鋳物砂投入装置507とが一体化したものを有している。そして、鋳物砂投入装置507には、鋳枠5に投入する際に、鋳物砂Sにエア圧力を加える吹き込み充填装置507aが設けられている。上盛枠506の上部4隅には、支持リブ506aが水平方向に突設され、支持リブ506aに対向するスクイズヘッド502の4隅には上下方向に進退するピストン52aを備えた押圧シリンダ装置52が設けられている。
上盛枠506は、内壁面の水平方向に沿って互いに平行に設けられた複数の内壁面スリット(図略)を有し、各内壁面スリットには上盛枠506の外壁に開口して内壁面スリットを外気と連通させる第1通気孔が夫々設けられている。各内壁面スリットは、例えば溝巾が0.3mmに設定され、鋳物砂Sの粒子が通過不能にかつ空気が通過可能になっている。内壁面スリットと第1通気孔とにより、吹き込み充填装置507aが吹き込んだ圧縮空気を外気へと排出する第1ベントホールが形成されている。
スクイズフート2a1の加圧ヘッド2e1の下端面は、下端面の一方向に沿って平行に設けられた複数の平行スリット(図略)を有し、各平行スリットには加圧ヘッド2e1の上部に開口して平行スリットを外気と連通させる第2通気孔が設けられている。各平行スリットは、例えば溝巾が0.3mmに設定され、鋳物砂Sの粒子が通過不能にかつ空気が通過可能になっている。平行スリットと第2通気孔とにより、吹き込み充填装置507aが吹き込んだ圧縮空気を、第1ベントホールとともに外気へと排出する第2ベントホールが形成されている。
砂流規制部材509は、後述する鋳物砂供給穴510に対応する位置には仕切り9fが設けられていない。これらの点において第1実施形態と相違する。
上記相違点について、以下に詳述する。鋳物砂投入装置507は、断面方形の筒状に形成された貯留本体部507cと、貯留本体部507cの内側中央部に水平方向(図21における前後方向)に沿って延在する頂部508a、頂部508aより屋根のように下方に向かって分岐して広がる一対の傾斜面508b、および傾斜面508bに連続し貯留本体部507cの下端まで垂下する垂下面508cを有する仕切り壁508と、を備えている。
貯留本体部507cの下部には、スクイズヘッド502が貫通された状態で組付けられている。スクイズヘッド502は、図23に示すように、方形枠状に形成されるとともに、一方の対向辺間には所定の巾で延在する橋梁部502aが設けられている。橋梁部502aと他方の対向辺との間には開口部502bが設けられ、開口部502bには貯留本体部507cと垂下面508cとで構成される鋳物砂供給穴510の基端部が嵌入されて組み付けられている。スクイズヘッド502は、貯留本体部507cに組み付けられて、例えば溶接によって相互に固定される。橋梁部502aには、スクイズフート2a1の複数のフートシリンダ2cが穿設されている。フートシリンダ2cおよびフートシリンダ2cに圧油を供給する油圧回路の構成は、第1実施形態と同様である。
スクイズヘッド502の4隅には上下方向に進退するピストン52aを備えた押圧シリンダ装置52が設けられている。ピストン52aの先端は、上盛枠506の上部4隅に設けられた支持リブ506aに当接するように構成されている。押圧シリンダ装置52は、図略の油圧ポンプに連通され、押圧シリンダ装置52と油圧ポンプとの間には図略の押圧シリンダ装置用電磁切替弁が設けられている。押圧シリンダ装置用電磁切替弁の作動は、制御装置Cによって制御される。
橋梁部502aの上方には、仕切り壁508が配置される。仕切り壁508は、貯留本体部507cにおいて鋳物砂Sが貯留される空間とスクイズヘッド502が配置される空間とを仕切るものである。仕切り壁508の対となった垂下面508cと貯留本体部507cの内壁との間には、水平方向に沿って溝状に延在するとともに下方に向かって開口する鋳物砂供給穴510が夫々設けられている。鋳物砂供給穴510の開口部には開口部の周縁に亙って縁部材510aが設けられ、縁部材510aは、後述するスクイズの際に、上盛枠506の内壁および砂流規制部材509に接触して、相対的に円滑に摺動するように構成されている。
貯留本体部507cの上部には、開口部が設けれ、開口部には、開部口を開閉可能でかつ密閉可能な蓋体507dが設けられている。貯留本体部507cの内壁上部には、内側に開口するエア供給管507eが複数設けられ、エア供給管507eは、圧縮空気を供給するエアポンプ511に連通している。エアポンプ511と開口との間には、エア供給管507eの開閉を行なう電磁切替弁512が設けられている。電磁切替弁512は、エア供給管507eの開口をエアポンプ511に連通する上位置512Uと、エア供給管507eの開口を閉止する下位置512Dとを有している。電磁切替弁512は、制御装置Cによって作動が制御される。エア供給管507e、エアポンプ511および電磁切替弁512により吹き込み充填装置507aが構成される。上盛枠506と鋳枠5との重合によって、重合枠556が形成される。
砂流規制部材509は、図22に示すように、スクイズの際に、垂下面508cと貯留本体部507cの内壁とで形成される鋳物砂供給穴510が挿入される部分には、仕切り9fが省略されて長方形状の開口部509aが設けられている。
その他の構成については、第1実施形態と同様であり、同じ符号を付与して説明を省略する。
その他の構成については、第1実施形態と同様であり、同じ符号を付与して説明を省略する。
次に、以上のように構成された鋳型造型装置501を使用した鋳物砂投入工程とスクイズ工程とを、図21および図24に基づいて以下に説明する。
鋳物砂投入工程は、図21に示すように、前提として、スクイズテーブル3に載置されたマスタープレート41上には、鋳枠5および上盛枠506が重ねられている。スクイズテーブル3が制御装置Cによって上昇されて、鋳物砂投入装置507の下端部の一部が、上盛枠506の上端部内側に入り込む状態となっている。
鋳物砂投入工程は、図21に示すように、前提として、スクイズテーブル3に載置されたマスタープレート41上には、鋳枠5および上盛枠506が重ねられている。スクイズテーブル3が制御装置Cによって上昇されて、鋳物砂投入装置507の下端部の一部が、上盛枠506の上端部内側に入り込む状態となっている。
制御装置Cは、押圧シリンダ用電磁切替弁(図略)を切り替えて押圧シリンダ装置52のシリンダ部の上部に油圧ポンプ(図略)を連通させる。これにより、押圧シリンダ装置52のピストン52aが前進し、ピストン52aの下端部を上盛枠506の支持リブ506aの上面に当接させる。これによって、上盛枠506の浮き上がりを防止する。
制御装置Cは、図略のコンベヤ装置で搬送され、図略のホッパにより計量された鋳物砂Sを、蓋体507dが開放された開口部より、貯留本体部507c内に供給する。
制御装置Cは、蓋体507dを閉鎖するとともに、電磁切替弁512を図21における上位置512U(エアポンプ511とエア供給管507eが連通する位置)に切り換える。そして、制御装置Cは、エア供給管507eから圧縮空気を貯留本体部507cの中に噴射することで、鋳物砂Sを流動化させるとともに、貯留本体部507c内の空気圧を高める。これによって、鋳枠5、上盛枠506および模型定盤4で形成する空間内に鋳物砂Sが均一に充填する。上盛枠506の上部の開口には、砂流規制部材509が固定されているが、投入される鋳物砂Sが流動化しているので、砂流規制部材509により投入が遮られることなく上記空間内に鋳物砂Sが万遍なく充填される。エア供給管507eから貯留本体部507c内に吹き込まれた圧縮空気は、前記第1ベントホールおよび第2ベントホールを通じて外気に放出される。
制御装置Cは、図略のコンベヤ装置で搬送され、図略のホッパにより計量された鋳物砂Sを、蓋体507dが開放された開口部より、貯留本体部507c内に供給する。
制御装置Cは、蓋体507dを閉鎖するとともに、電磁切替弁512を図21における上位置512U(エアポンプ511とエア供給管507eが連通する位置)に切り換える。そして、制御装置Cは、エア供給管507eから圧縮空気を貯留本体部507cの中に噴射することで、鋳物砂Sを流動化させるとともに、貯留本体部507c内の空気圧を高める。これによって、鋳枠5、上盛枠506および模型定盤4で形成する空間内に鋳物砂Sが均一に充填する。上盛枠506の上部の開口には、砂流規制部材509が固定されているが、投入される鋳物砂Sが流動化しているので、砂流規制部材509により投入が遮られることなく上記空間内に鋳物砂Sが万遍なく充填される。エア供給管507eから貯留本体部507c内に吹き込まれた圧縮空気は、前記第1ベントホールおよび第2ベントホールを通じて外気に放出される。
スクイズ工程では、図24に示すように、第1実施形態と同様に、制御装置Cによって、スクイズテーブル3を上昇させることで、スクイズテーブル3とスクイズヘッド502とを接近させ、背面側スクイズを実行する。背面側スクイズの際には、制御装置Cは、押圧シリンダ用電磁切替弁(図略)を押圧シリンダ装置52のシリンダ部の上部がドレインに連通する位置に切り替え、押圧シリンダ装置52のピストン52aを後退可能な状態とする。
第5実施形態においては、上盛枠506および鋳枠5の内壁側に配置される鋳物砂供給穴510(縁部材510a)の部分においても、背面側から鋳物砂Sを押圧して背面側スクイズがなされる。その他の作用は、第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
第5実施形態においては、上盛枠506および鋳枠5の内壁側に配置される鋳物砂供給穴510(縁部材510a)の部分においても、背面側から鋳物砂Sを押圧して背面側スクイズがなされる。その他の作用は、第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
上記の記載で明らかなように、第5実施形態における鋳型造型装置501において、鋳物砂投入装置507は、圧縮空気によって、砂流規制部材509が配置された上盛枠506と鋳枠5とで形成された重合枠556内に鋳物砂Sを吹き込み充填する吹き込み充填装置507aである。
これによると、吹き込み充填装置507aによって、鋳物砂Sを流動化させて充填するので、砂流規制部材509が重合枠556内に設けられていても、重合枠556内に鋳物砂Sを確実にかつ均等に充填することができる。
これによると、吹き込み充填装置507aによって、鋳物砂Sを流動化させて充填するので、砂流規制部材509が重合枠556内に設けられていても、重合枠556内に鋳物砂Sを確実にかつ均等に充填することができる。
(第6実施形態)
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第6実施形態について、図25~図27に基づいて以下に説明する。
第6実施形態の鋳型造型装置601は、砂流規制部材609が上盛枠6に固定されておらず、単独のスクイズフート602aとそのスクイズフート602aに対応する砂流規制部材609とが一体に連結されている。そして、重合枠56内に鋳物砂Sが投入された後に、砂流規制部材609を上盛枠6内の難充填個所に挿入して、スクイズフート602aにより補助スクイズを実行する。これらの点において、第1実施形態と相違する。
次に、本件発明にかかる鋳型造型装置の第6実施形態について、図25~図27に基づいて以下に説明する。
第6実施形態の鋳型造型装置601は、砂流規制部材609が上盛枠6に固定されておらず、単独のスクイズフート602aとそのスクイズフート602aに対応する砂流規制部材609とが一体に連結されている。そして、重合枠56内に鋳物砂Sが投入された後に、砂流規制部材609を上盛枠6内の難充填個所に挿入して、スクイズフート602aにより補助スクイズを実行する。これらの点において、第1実施形態と相違する。
上記相違点について、以下に詳述する。
第6実施形態において、砂流規制部材609とスクイズヘッド602との連結体は、装置本体601aに対して平面方向に移動可能な台車602bと、台車602bの下方に設けられた筒状の砂流規制部材609と、砂流規制部材609の筒状の内側に挿入されるスクイズフート602aから主に構成されている。
第6実施形態において、砂流規制部材609とスクイズヘッド602との連結体は、装置本体601aに対して平面方向に移動可能な台車602bと、台車602bの下方に設けられた筒状の砂流規制部材609と、砂流規制部材609の筒状の内側に挿入されるスクイズフート602aから主に構成されている。
台車602bは、例えば、水平面に沿って縦横に移動可能な自在車輪(図略)が組付けられ、自在車輪は、例えばモータ(図略)により駆動される。自在車輪を駆動させるモータは、制御装置Cにより制御され、制御装置Cは、台車602bを任意に移動させて図略の位置センサにより移動位置を特定して位置決めする。
台車602bには、台車602bを上下に貫通し互いに平行に設けられた円筒状のガイド部材602cが対にして設けられている。ガイド部材602cには、ガイドロッド602dが夫々摺動可能に貫設されている。対となったガイドロッド602dの上端部は、横架部材602eの両端部に連結固定されている。横架部材602eの中央部下面には、基端部が台車602bの上面に固定された昇降シリンダ602fのピストン先端部が連結されている。ガイドロッド602dの下端部は、横架されたスクイズヘッド602の両端部に連結されている。スクイズヘッド602の下面側の中央部には、筒状の砂流規制部材609が下方に向かって突設されている。砂流規制部材609の筒状の内側が中空穴609aを構成する。スクイズヘッド602の上面側の中央部には、フートシリンダ602gが設けられ、フートシリンダ602gには下方に向かって進退するピストン部(スクイズフート602a)がスクイズヘッド602を貫通して設けられている。スクイズフート602aの加圧ヘッド2eは、砂流規制部材609の中空穴609aに挿入されるよう構成されている。
上記のように構成された砂流規制部材609とスクイズヘッド602とを使用した補助スクイズ工程を、図25~図27に基づいて以下に説明する。
制御装置Cは、台車602bを移動させて、砂流規制部材609を難充填個所の上方位置に位置決めする(図25参照)。
制御装置Cは、昇降シリンダ602fを駆動させてピストンを後退させ、スクイズヘッド602を下方へ移動させる。これにより、制御装置Cは、図26に示すように、砂流規制部材609を上盛枠6に投入された鋳物砂S内に挿入する。
制御装置Cは、台車602bを移動させて、砂流規制部材609を難充填個所の上方位置に位置決めする(図25参照)。
制御装置Cは、昇降シリンダ602fを駆動させてピストンを後退させ、スクイズヘッド602を下方へ移動させる。これにより、制御装置Cは、図26に示すように、砂流規制部材609を上盛枠6に投入された鋳物砂S内に挿入する。
次に、制御装置Cは、図27に示すように、フートシリンダ602gを駆動させスクイズフート2aを前進させる。加圧ヘッド2eは、中空穴609a内を移動して背面側から補助スクイズする。
制御装置Cは、フートシリンダ602gを駆動させスクイズフート2aを後退させ、昇降シリンダ602fを駆動させてピストンを前進させ、スクイズヘッド602を上方へ移動させる。これによって、鋳物砂Sの上部には空洞Hが形成される。
背面側からの補助スクイズが終了した重合枠56内の鋳物砂Sは、図略の鋳物砂補充装置により、補助スクイズで形成された空洞H内に鋳物砂Sを補充後、通常の鋳型造型装置において鋳物砂Sを背面側スクイズする。
これによると、鋳物砂Sの充填が困難な難充填個所に予め補助スクイズを行い、鋳物砂Sを補充してから、本スクイズを行うので、全体として均一にスクイズされた鋳型MLを確実に造型することができる。
制御装置Cは、フートシリンダ602gを駆動させスクイズフート2aを後退させ、昇降シリンダ602fを駆動させてピストンを前進させ、スクイズヘッド602を上方へ移動させる。これによって、鋳物砂Sの上部には空洞Hが形成される。
背面側からの補助スクイズが終了した重合枠56内の鋳物砂Sは、図略の鋳物砂補充装置により、補助スクイズで形成された空洞H内に鋳物砂Sを補充後、通常の鋳型造型装置において鋳物砂Sを背面側スクイズする。
これによると、鋳物砂Sの充填が困難な難充填個所に予め補助スクイズを行い、鋳物砂Sを補充してから、本スクイズを行うので、全体として均一にスクイズされた鋳型MLを確実に造型することができる。
なお、第1実施形態の砂流規制部材9は、スクイズフート2aごとに対応して中空穴9aを設け、第3実施形態における砂流規制部材309は、外周側に位置するスクイズフート2aのうちの2本或いは3本ずつをまとめて挿入可能な中空穴9a2,9a3としたが、これらに限定されない。例えば、外周側に位置するスクイズフートに対応する中空穴と中央側に位置するスクイズフートに対応する中空穴とを設けるなど、鋳物砂Sの難充填個所に対応して中空穴を設けることができる。
斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
安価な設備コストで、難充填箇所に充填される鋳物砂を均一にスクイズする鋳型造型装置を必要とする分野に利用することができる。
1…鋳型造型装置、2…スクイズヘッド、2a…スクイズフート、3…スクイズテーブル、4…模型定盤、5…鋳枠、56…重合枠、6…上盛枠、7…鋳物砂投入装置、8…駆動装置、9…砂流規制部材、9a…中空穴、9a2,9a3…中空穴、209…砂流規制部材、309…砂流規制部材、401…鋳型造型装置、501…鋳型造型装置、506…上盛枠、507…鋳物砂投入装置、507a…吹き込み充填装置、509…砂流規制部材、556…重合枠、601…鋳型造型装置、609…砂流規制部材、C…制御装置(背面側スクイズ部)、M…模型、ML…鋳型、ML2…鋳型、S…鋳物砂。
Claims (9)
- 鋳物砂をスクイズするスクイズヘッドと、
前記スクイズヘッドに対して造型経路に沿って相対的に進退移動するスクイズテーブルと、
模型が上面に固定され前記スクイズテーブルに取付けられる模型定盤と、
鋳物砂が充填される造型空間を前記模型定盤とともに形成する鋳枠と、
前記鋳枠の上端部に重合されて前記鋳枠とともに重合枠を形成する上盛枠と、
前記重合枠内に鋳物砂を投入する鋳物砂投入装置と、
前記スクイズヘッドに装架され前記スクイズテーブルに対して前記造型経路方向に沿って相対的に進退可能とする複数のスクイズフートと、
前記重合枠内に投入された前記鋳物砂を、前記スクイズテーブルと前記スクイズヘッドとを相対的に接近させて前記複数のスクイズフートによりスクイズを行なう駆動装置と、
を備えた鋳型造型装置を使用して鋳型の造型を行なう鋳型造型方法であって、
前記スクイズフートが挿脱可能なように上下が開口した中空穴が形成され、前記スクイズフートにより鋳物砂をスクイズする際に、スクイズされる前記鋳物砂の横方向への流れを前記中空穴の内壁により規制する砂流規制部材を前記上盛枠内に設け、
前記鋳物砂投入装置により前記重合枠内に鋳物砂を投入する鋳物砂投入工程と、
前記駆動装置を駆動させて前記スクイズフートを、前記上盛枠内に配置された前記砂流規制部材の前記中空穴に挿入して、前記鋳物砂を前記模型の背面側からスクイズする背面側スクイズ工程と、を備えることを特徴とする鋳型造型方法。 - 鋳物砂をスクイズするスクイズヘッドと、
前記スクイズヘッドに対して造型経路に沿って相対的に進退移動するスクイズテーブルと、
模型が上面に固定され前記スクイズテーブルに取付けられる模型定盤と、
鋳物砂が充填される造型空間を前記模型定盤とともに形成する鋳枠と、
前記鋳枠の上端部に重合されて前記鋳枠とともに重合枠を形成する上盛枠と、
前記重合枠に鋳物砂を投入する鋳物砂投入装置と、
前記スクイズヘッドに装架され前記スクイズテーブルに対して前記造型経路方向に進退可能とする複数のスクイズフートと、
前記重合枠内に投入された前記鋳物砂を、前記スクイズテーブルと前記スクイズヘッドとを相対的に接近させて前記複数のスクイズフートによりスクイズを行なう駆動装置と、
前記上盛枠内に配置され、前記スクイズフートが挿脱可能なように上下が開口した中空穴が形成され、前記スクイズフートにより鋳物砂をスクイズする際に、スクイズされる前記鋳物砂の横方向への流れを前記中空穴の内壁により規制する砂流規制部材と、
前記駆動装置を駆動させて前記スクイズフートを、前記上盛枠内に配置された前記砂流規制部材の前記中空穴に挿入して、前記鋳物砂を前記模型の背面側からスクイズする背面側スクイズ部と、を備えることを特徴とする鋳型造型装置。 - 前記砂流規制部材は、前記上盛枠に固定されていることを特徴とする請求項2に記載の鋳型造型装置。
- 前記砂流規制部材は、前記造型経路方向から見て方形格子状であることを特徴とする請求項2または3に記載の鋳型造型装置。
- 前記砂流規制部材は、前記スクイズフート毎に前記中空穴が対応して設けられていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の鋳型造型装置。
- 前記砂流規制部材の前記中空穴は、複数の前記スクイズフートのうち外周側に配置されたスクイズフートに対応して配置され、前記各中空穴は、前記外周側のスクイズフートにおける複数のスクイズフートが挿入可能に設けられていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の鋳型造型装置。
- 前記砂流規制部材の前記中空穴は、下方に向かって広くなるテーパ状に設けられていることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の鋳型造型装置。
- 前記砂流規制部材は、湯受け口が設けられる箇所に対応する前記砂流規制部材の下端部の一部が除かれていることを特徴とする請求項3に記載の鋳型造型装置。
- 前記鋳物砂投入装置は、圧縮空気によって、前記砂流規制部材が配置された前記重合枠内に鋳物砂を吹き込み充填する吹き込み充填装置である請求項2乃至8のいずれか1項に記載の鋳型造型装置。
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- 2015-11-18 JP JP2016566037A patent/JPWO2016103992A1/ja active Pending
- 2015-11-18 WO PCT/JP2015/082367 patent/WO2016103992A1/ja active Application Filing
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