JP3575761B2

JP3575761B2 - Mold for manufacturing core, and method for manufacturing core using the mold

Info

Publication number: JP3575761B2
Application number: JP2002005448A
Authority: JP
Inventors: 正明阿瀬; 都志春今; 兵一荒井
Original assignee: Splice Sleeve Japan Ltd; Hokkou Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Splice Sleeve Japan Ltd; Hokkou Metal Industry Co Ltd
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: JP2003205345A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、カプラー・ロックナットのような部材を砂型鋳造法等で製造する場合の中子製造用型枠、及びこの型枠を使用して中子を造る中子の製造方法（以下、単に中子型枠とその製造法という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋳造法によってカプラー・ロックナット、定着プレート等のような雌ねじ機能を備えた中空部を有する中子を一体に形成する場合、外形を成形する主型と中空部を成形する中子とが必要となる。その際、中子の成形は型枠を用いる方法と焼失鋳型法、及びロストワックス法などが知られている。特に、この中子の型枠は５若しくは６個に分割された型枠によって製造されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特に雌ねじ用の中子を多数の型枠で成形することは、型枠の取り外しは容易であるが、取り付け工程が多くなり長時間、及びコストアップとなっていた。また、型枠を２分割にして上記のような課題を解決することも提案されているが、単にリード長の長い（ピッチが大きく）、かつ断面が台形の場合はネジの見切りフランク部に最大逆勾配角が生じて上記型枠から中子を取り出せない（型抜き）問題があった。特に、２条ねじ等の場合は、リード長がさらに長くなり、殆ど中子を破壊することなしに取り出す（型抜き）ことができなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような欠点を解決するため、型抜き（脱型）可能な構造を中子の外周面に設けたねじ山の見切り面からの切欠き開始位置を目的範囲に設定し、さらに２分割した型枠の一端に上記の切欠けを設けると共に、他端には見切り面位置の切欠きを鈍角に形成するため、例えば３°の位置から切欠きを設け、かつ、ねじ山の根元に到達しないように形成して切欠き部分への極端な応力集中を避けるようにし、ねじ山側面の接触面積を最大限に増加させ、しかも、ピッチの接触圧を大きくして噛み合うねじ長さを小さくして型抜きを容易にした中子型枠とその製造法を提供するものである。
【０００５】
以下に、図面を用いて本発明に係る中子型枠とその製造法の一実施例について詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）は上記発明の要部を抽出拡大して示す説明図であり、１は中子、２は雄ねじ部で断面を台形形状とし、３は谷部、４はねじ軸線、５は逆勾配部、６は切欠き、７は逆勾配開始位置、所謂、最大逆勾配角度であり、８は見切り面、９は見切り位置である。
【０００６】
ここで、最大逆勾配角度の設定方法について説明すると、中子の基本図形には雌ねじ軸線４に直角な面で、かつシュミレーションの目的に合わせてねじ軸線４を中心に適当な単位角度、例えば図１では１°で線引きし、次に図１(ａ）に示すようにねじ軸４と直角な方向から光りを照射した際に陰影として表れる部分を逆勾配部５として求めたものである。なお、上記陰影の開始位置を示す線には、他の線と区分するための着色等を施して解りやすくしておくことが好ましい。
【０００７】
また、図１（ｂ）は図１(ａ)において、ねじ軸線４に直角な方向から矢視方向から展開した状態を示すものであり、図１(ａ）で予め着色された線が矢印１に示す位置に表れ、該矢印１の位置から見切り面８の終端を示す矢印２の位置まで、即ち上記した１°毎に線引きした場合、該線の本数が最大逆勾配角度となる。
【０００８】
さらに、具体例として下記する表１（２条ねじ）に示すように、フランク角は３５°であるが、フランク角を大きくすることにより逆勾配を小さくすることも可能である。
また、フランク角を５７°でシュミレーションすると最大逆勾配角度は１１°となり、これは台形ネジのネジの基本性能が失われることになるので、規格における台形ネジのフランク角は２９°、あるいは３０°である。本ネジ節鉄筋用継手では、実用的に採用されているフランク角度の範囲は２５°〜４５°と考えられる。
【０００９】
また、表１，２に示すようにリードの大きい方が逆勾配（破壊される勾配）も大きくなり、２条ねじは１条ねじの倍のリード長となり、最大逆勾配角度もほぼ倍の値を示すものである。
なお、表１で示す最大逆勾配角度は３Ｄ―ＣＡＤのレンダリング法を用いて算出された近似値である。さらに、表２に示すように鋳造法の一体形成によりねじを製造しようとすると、Ｍ１６，Ｍ４８，Ｔｒ４×３，Ｔｒ４８×１２のネジのように規格ねじでもフランク部に逆勾配が生ずるものである。
【表】

【００１０】
図２は中子１において、最大逆勾配角度を参考とした場合の逆勾配開始付近の逆勾配角度を示したものである。該逆勾配角度は僅少であり、中子用型枠の型抜き精度、製造条件を参考にした時、型抜き可能な位置として見切り面からの切欠き開始位置を１５°近傍にして型枠１１を製造した状態を示したものである。なお、型枠１１は中子１を製造するためのものである。型枠１１は断面半円形状であり、その内周壁１１ａには前記した中子１の外周面に設けたねじ山にマッチする断面形状に形成した凹部１２を設けてある。このような２つの断面半円形状の型材を組み合わせて円筒形状の型枠を構成するものである
【００１１】
切欠き６は２分割された型枠１１の一端に設けると共に、２つの他端には見切り面位置の切欠き６ａを鈍角化させるため３°の位置から切欠きを設ける。
勿論、切欠き６，６ａはねじ山の根元に到達しないように形成してある。
【００１２】
これらの効果として、切欠き部への極端な応力集中を避けることができ、しかもネジ側面の接触面積を極大化することで１ピッチ当たりの接触圧を大きくして噛み合うネジ長を小さくすることができる。ここで、ネジ山側面の接触圧は下記の式により算出する。
Ｐ：雄ねじの軸引張力
Ｐｍ：ねじ山側面の平均接触圧
Ｚ：有効ねじ山数
ｄ：雄ねじの外径
Ｄ１：雌ねじ内径
ｄ２：ねじの有効径
ｔ：ねじ山の引っかかり高さ＝（ｄ−Ｄ１）／２
Ｐｍ＝Ｐ／［Ｚ（π／４）（ｄ^２― Ｄ１^２）］≒Ｐ／Ｚπｄ２ｔ
【００１３】
以下に、本発明に係る中子製造用型枠を用いて中子を作る製造方法について説明する。
まず、図３において、１３は蓋部材で２分割構造の型枠１１の軸方向の開口面１１ｂを閉塞し、かつ該型枠１１と蓋部材１３とを一体に構成し密閉空間１４を形成する。１５は注入孔、１６は空気抜き孔であり、型枠１１の外周面に貫通穿設したものである。
なお、上記密閉空間１４には注入孔１５から砂と樹脂との混合組成物を注入し，硬化した後に型枠１１を型抜きして中子１を取り出すものである。さらに、この中子１はカプラーの雌ねじを形成した後、中子１を破壊するものである。
【００１４】
【その他の実施例】
以上、説明したのは本発明に係る中子型枠とその製造法の一実施を説明したにすぎず、ロストワックス法によって中子を成形するには、２分割から成る型枠内の密閉空間の軸心部に所定ネジを一体に形成した雄ねじ（型）を取り付け、この密閉空間内に溶融したワックスを流し込み、硬化させた後、上記雄ねじを廻転させながら脱型することによって目的形状の中子を成形することもできる。
勿論、従来の中子で成形される部材にも適用できるものである。
【００１５】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係る中子製造用型枠とその製造法によれば、▲１▼中子の型枠を２分割に形成したため高い精度で、かつ取り付け工程も少なく装着が容易となる。▲２▼型枠の内周壁に型抜きの際にねじ山を破壊しない特殊形状の凹部に形成したため容易に型抜きできる等の特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係る中子の要部を抽出して示す拡大断面図である。
（ｂ）本発明に係る中子の要部を抽出して示す拡大断面図である。
【図２】本発明に係る中子により、例えばカプラーロックナットを製造する際の中子の見切りフランク部の寸法関係を示す断面図。
【図３】本発明に係る中子を造る製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１中子
２雄ねじ部
３谷部
５逆勾配部
６切欠き
７逆勾配開始位置
８見切り面
９見切り位置
１１型枠
１２凹部
１３蓋部材
１４密閉空間
１５注入孔
１６空気抜き孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold for manufacturing a core when a member such as a coupler / lock nut is manufactured by a sand casting method or the like, and a method for manufacturing a core for manufacturing a core using the mold (hereinafter, simply referred to as a core). (Referred to as a core mold and a manufacturing method thereof).
[0002]
[Prior art]
Generally, when a core having a hollow portion having a female screw function such as a coupler / lock nut or a fixing plate is integrally formed by a casting method, a main mold for molding the outer shape and a core for molding the hollow portion are formed. Required. At that time, the method of molding the core includes a method using a mold, a burnout mold method, a lost wax method, and the like. In particular, this core mold was manufactured with a mold divided into 5 or 6 pieces.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in particular, when a core for a female screw is formed with a large number of molds, the molds can be easily removed, but the number of mounting steps is increased, and the time and cost are increased. It has also been proposed to solve the above-mentioned problem by dividing the mold into two parts. However, when the lead length is long (the pitch is large) and the cross section is trapezoidal, the maximum flank of the thread is used. There was a problem that the core could not be taken out of the mold due to the occurrence of the reverse slope angle (die cutting). In particular, in the case of a double-thread screw or the like, the lead length was further increased, and the core could not be removed (die-cut) without breaking the core.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a drawback, the present invention sets a notch start position from a parting surface of a thread provided on an outer peripheral surface of a core with a die-removable (removable) structure within a target range. In addition to providing the above-mentioned notch at one end of the formwork divided into two and forming a notch at the parting surface position at an obtuse angle at the other end, for example, a notch is provided from a position of 3 °, and at the root of the screw thread, It is formed so as not to reach, so as to avoid extreme stress concentration on the notch, maximize the contact area on the thread side, and increase the contact pressure of the pitch to reduce the length of the meshing screw The present invention provides a core mold and a method for manufacturing the same, which facilitates die cutting.
[0005]
Hereinafter, an embodiment of a core mold according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1 (a) and 1 (b) are explanatory views showing the essential parts of the invention extracted and enlarged, wherein 1 is a core, 2 is a male screw part, a trapezoidal section, 3 is a valley, and 4 is a screw. Axis 5 is a reverse slope portion, 6 is a notch, 7 is a reverse slope start position, a so-called maximum reverse slope angle, 8 is a parting surface, and 9 is a parting position.
[0006]
Here, a method of setting the maximum reverse gradient angle will be described. The basic figure of the core is a plane perpendicular to the female screw axis 4 and an appropriate unit angle centered on the screw axis 4 according to the purpose of the simulation, for example, FIG. In FIG. 1, a line is drawn at 1 °, and a portion which appears as a shadow when light is irradiated from a direction perpendicular to the screw shaft 4 as shown in FIG. It is preferable that the line indicating the start position of the shadow is colored so as to be distinguished from the other lines so that the line can be easily understood.
[0007]
FIG. 1 (b) shows a state of FIG. 1 (a) developed from a direction perpendicular to the screw axis 4 in the direction of the arrow, and the line colored in advance in FIG. When the line is drawn from the position indicated by the arrow 1 to the position indicated by the arrow 2 indicating the end of the parting plane 8, that is, every 1 °, the number of the lines becomes the maximum reverse slope angle.
[0008]
Further, as shown in Table 1 (double thread) as a specific example, the flank angle is 35 °, but it is also possible to reduce the reverse gradient by increasing the flank angle.
When the flank angle is simulated at 57 °, the maximum reverse slope angle is 11 °, which means that the basic performance of the trapezoidal screw is lost. Therefore, the flank angle of the trapezoidal screw in the standard is 29 ° or 30 °. It is. In the present joint for a thread-bar rebar, the range of the flank angle practically used is considered to be 25 ° to 45 °.
[0009]
Also, as shown in Tables 1 and 2, the larger the lead, the greater the reverse slope (gradient to break), the double thread has a lead length twice that of the single thread, and the maximum reverse slope angle is almost twice as large. It is shown.
Note that the maximum reverse gradient angle shown in Table 1 is an approximate value calculated by using the 3D-CAD rendering method. Further, as shown in Table 2, when a screw is to be manufactured by integral formation of a casting method, a reverse gradient occurs in the flank portion even with a standard screw such as a M16, M48, Tr4 × 3, Tr48 × 12 screw. .
【table】

[0010]
FIG. 2 shows the reverse gradient angle near the start of the reverse gradient in the core 1 with reference to the maximum reverse gradient angle. The reverse slope angle is small, and when the die cutting accuracy and the manufacturing conditions of the core die are referred to, the starting position of the notch from the parting surface is set at about 15 ° as a position where the die can be die cut, and the die 11 1 shows a state in which is manufactured. The mold 11 is for manufacturing the core 1. The mold frame 11 has a semicircular cross section, and has a concave portion 12 formed in the inner peripheral wall 11a with a cross sectional shape matching the thread provided on the outer peripheral surface of the core 1 described above. A cylindrical mold is formed by combining such two semicircular molds.
The notch 6 is provided at one end of the mold 11 which is divided into two, and the other two ends are provided with a notch at a position of 3 ° to obtuse the notch 6a at the parting surface position.
Of course, the notches 6, 6a are formed so as not to reach the root of the thread.
[0012]
As these effects, it is possible to avoid extreme stress concentration on the notch, and to maximize the contact area on the side of the screw to increase the contact pressure per pitch to reduce the length of the screw to be engaged. it can. Here, the contact pressure on the thread side surface is calculated by the following equation.
P: Axial tensile force of male thread Pm: Average contact pressure on thread side surface Z: Effective thread number d: Outer diameter of male thread D1: Inner thread inner diameter d2: Effective thread diameter t: Thread catching height = (d− D1) / 2
Pm = P / [Z (π / 4) (d ² −D1 ² )] ≒ P / Zπd2t
[0013]
Hereinafter, a manufacturing method of manufacturing a core using the core manufacturing mold according to the present invention will be described.
First, in FIG. 3, reference numeral 13 denotes a lid member for closing an axial opening surface 11b of the mold 11 having a two-part structure, and integrally forming the mold 11 and the lid 13 to form a closed space 14. . Reference numeral 15 denotes an injection hole, and reference numeral 16 denotes an air vent hole, which is formed by penetrating the outer peripheral surface of the mold 11.
In addition, a mixed composition of sand and resin is injected into the closed space 14 from the injection hole 15, and after curing, the mold 11 is die-cut and the core 1 is taken out. Further, the core 1 breaks the core 1 after forming the female screw of the coupler.
[0014]
[Other embodiments]
What has been described above merely describes one embodiment of the core mold according to the present invention and a method for manufacturing the same. To mold the core by the lost wax method, the closed space in the mold formed of two parts is used. A male screw (mold) integrally formed with a predetermined screw is attached to the center of the shaft, molten wax is poured into this sealed space, and after hardening, the male screw is rotated and removed from the target shape by rotating. A child can also be formed.
Of course, the present invention can be applied to a member formed by a conventional core.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the mold for manufacturing a core and the method for manufacturing the same according to the present invention, (1) since the mold of the core is formed in two parts, high accuracy is achieved, the number of mounting steps is small, and mounting is easy. Become. {Circle around (2)} Since the inner peripheral wall of the mold is formed in a recess having a special shape that does not break the threads when the mold is removed, the mold can be easily removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a core according to the present invention.
(B) It is an expanded sectional view which extracts and shows the important section of the core concerning the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a dimensional relationship of a parting flank portion of a core when manufacturing, for example, a coupler lock nut with the core according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a core according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core 2 Male thread part 3 Valley part 5 Incline part 6 Notch 7 Incline start position 8 Parting surface 9 Parting position 11 Formwork 12 Recess 13 Cover member 14 Sealed space 15 Injection hole 16 Air vent hole

Claims

In a mold for forming a cylindrical mold by combining two semicircular molds, a predetermined cut is formed at one end of a parting surface of a thread formed on an outer peripheral wall of a core on an inner peripheral wall of each cylindrical mold. A notch is provided at the other end to obtuse the notch, and the notch is equivalent to the screw thread which is capable of clearing the maximum reverse slope angle generated in the screw thread. A mold for manufacturing a core, comprising a concave portion formed in a cross-sectional shape of the core.

An injection hole and an air vent hole are formed at appropriate positions of the core manufacturing mold according to claim 1, and the left and right opening surfaces are each closed with a lid member to form a sealed space. A method for manufacturing a core using a mold, comprising combining a circular mold material and fixing it as a cylindrical mold material, and then injecting and solidifying a fluid composed of a mixed composition of sand and resin from the injection hole. Method.