JP6308066B2

JP6308066B2 - Mold manufacturing method

Info

Publication number: JP6308066B2
Application number: JP2014153604A
Authority: JP
Inventors: 雄大伊藤; 徹舟橋; 弘釜田; 直晋杉浦; 修司外崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: JP2016030276A

Description

本発明は、折り曲げ加工された冷却回路管が内部に配置された金型の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a mold in which a bent cooling circuit tube is disposed.

従来、このような分野の技術として、特開平０３−１８９０６１号公報がある。この公報では、金型用合金の固化時（鋳造時）に、折り曲げ加工により変形された冷却回路管が鋳包まれる金型の製造方法が開示されている。この方法によると、冷却回路管を鋳造金型の表面形状に追従して配置させることができるため、冷却回路管の冷却効果の高めることができる。 Conventionally, as a technique in such a field, there is JP-A-03-189061. This publication discloses a mold manufacturing method in which a cooling circuit tube deformed by bending is cast when a mold alloy is solidified (at the time of casting). According to this method, since the cooling circuit tube can be arranged following the surface shape of the casting mold, the cooling effect of the cooling circuit tube can be enhanced.

特開平０３−１８９０６１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-189061

しかしながら、前述した従来の金型の製造方法に用いられる型材の多くは、鉄からなる高融点の材料であるため、この型材を１２００℃以上の高温流体にして注湯する際には、その熱によって冷却回路管が熱膨張して変位する。また、高温流体の型材が凝固する際には、冷却回路管は収縮に従って変形するが、周囲の肉厚の差によって均一には変形しない。したがって、キャビティ面付近において冷却回路管の位置ずれが発生するという問題がある。
本発明は、冷却回路管の位置ずれが発生しにくい金型の製造方法を提供することを目的とする。 However, since many of the mold materials used in the above-described conventional mold manufacturing method are high melting point materials made of iron, when the mold material is poured into a high-temperature fluid at 1200 ° C. or higher, the heat As a result, the cooling circuit tube is thermally expanded and displaced. Further, when the mold of the high-temperature fluid is solidified, the cooling circuit tube is deformed according to the contraction, but is not uniformly deformed due to a difference in surrounding wall thickness. Therefore, there is a problem in that the displacement of the cooling circuit tube occurs near the cavity surface.
An object of this invention is to provide the manufacturing method of the metal mold | die which cannot produce the position shift of a cooling circuit tube.

本発明にかかる金型の製造方法は、折り曲げ加工された冷却回路管の端部を固定して鋳包むことにより金型を製造する方法であって、前記冷却回路管には、前記金型のキャビティ面から遠ざかる方向に環状に曲げられた熱膨張緩衝部が設けられている。
これにより、冷却回路管を鋳包む際に冷却回路管の全体が熱膨張により変形しても、環状に曲げられた熱膨張緩衝部でその変形が吸収されるため、キャビティ面付近の冷却回路管の位置ずれを防止することができる。これにより、冷却回路管は、予定された冷却性能を達成することができる。 A mold manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing a mold by fixing and casting an end portion of a bent cooling circuit tube, and the cooling circuit tube includes the mold. A thermal expansion buffering portion bent in an annular shape in a direction away from the cavity surface is provided.
As a result, even if the entire cooling circuit tube is deformed due to thermal expansion when casting the cooling circuit tube, the deformation is absorbed by the annular thermal expansion buffer, so that the cooling circuit tube near the cavity surface Can be prevented. Thereby, the cooling circuit tube can achieve the planned cooling performance.

本発明によれば、冷却回路管の位置ずれを発生しにくくできる。 According to the present invention, it is possible to make it difficult for displacement of the cooling circuit tube to occur.

金型内に冷却回路管が配置された状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state by which the cooling circuit tube was arrange | positioned in the metal mold | die. 金型注湯部に注湯されたときの熱膨張緩衝部の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the thermal expansion buffer part when it pours into a metal mold | die pouring part. 金型注湯部の注湯が凝固したときの熱膨張緩衝部の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of a thermal expansion buffer part when the pouring of a mold pouring part solidifies. 熱膨張により熱膨張緩衝部が変形した状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which the thermal expansion buffer part deform | transformed by thermal expansion.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、金型成形用の鋳型１には、溶湯が注湯される金型注湯部が形成されと、鋳型１の内部には金型注湯部２に鋳包まれて冷却回路として構成される冷却回路管３が配置される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a mold pouring part into which molten metal is poured is formed in a mold 1 for molding a mold, and the mold pouring part 2 is cast inside the mold 1. A cooling circuit tube 3 configured as a cooling circuit is arranged.

金型注湯部２には、冷却回路管３を内部に鋳包む状態となるように、高温の溶融金属が注湯される。これにより金型注湯部２には、金型のキャビティ面２ａが形成される。 A high temperature molten metal is poured into the mold pouring part 2 so that the cooling circuit tube 3 is cast inside. Thereby, the mold cavity surface 2 a is formed in the mold pouring part 2.

冷却回路管３は、金型注湯部２の外部で固定されている固定部３ａと、金型注湯部２により形成されたキャビティ面２ａの付近においてキャビティ面２ａに沿うように形成された３箇所の第１の屈曲部３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、２箇所の第１の屈曲部３Ａ，３Ｂの間においてキャビティ面２ａから離れるように形成された第２の屈曲部３ｄと、熱膨張緩衝部３ｂと第１の屈曲部３ｃとの間に設けられ、熱膨張緩衝部３ｂがキャビティ面２ａから遠ざかるように屈曲した第３の屈曲部３ｅと、冷却回路管３の熱膨張による変位を吸収すると共に、第３の屈曲部３ｅと第１の屈曲部３Ａとの間に形成された熱膨張緩衝部３ｂと、を備える。 The cooling circuit tube 3 is formed along the cavity surface 2a in the vicinity of the fixed portion 3a fixed outside the mold pouring portion 2 and the cavity surface 2a formed by the mold pouring portion 2. Three first bent portions 3A, 3B, 3C, a second bent portion 3d formed so as to be separated from the cavity surface 2a between the two first bent portions 3A, 3B, and a thermal expansion buffer A third bent portion 3e which is provided between the portion 3b and the first bent portion 3c and is bent so that the thermal expansion buffer portion 3b is away from the cavity surface 2a, and absorbs displacement due to thermal expansion of the cooling circuit tube 3 And a thermal expansion buffer portion 3b formed between the third bent portion 3e and the first bent portion 3A.

固定部３ａは、冷却回路管３のそれぞれの端部に設けられている。固定部３ａは、金型注湯部２に高温の溶湯が注湯され、冷却回路管３が熱膨張により変位する場合に、金型注湯部２の外部で冷却回路管３を保持する。 The fixing portion 3 a is provided at each end of the cooling circuit tube 3. The fixed portion 3a holds the cooling circuit tube 3 outside the mold pouring portion 2 when a high-temperature molten metal is poured into the mold pouring portion 2 and the cooling circuit tube 3 is displaced due to thermal expansion.

熱膨張緩衝部３ｂは、冷却回路管３において、キャビティ面２ａから遠ざかる方向に環状に曲げられた熱膨張緩衝形状を有する部位である。また熱膨張緩衝部３ｂは、キャビティ面２ａから離れた位置に配置されている。矩形の熱膨張緩衝部３ｂのコーナーの曲率半径は１０ｍｍである。例えば熱膨張緩衝部３ｂでは、冷却回路管３の表面がＲｚ＝０．８以下に鏡面研磨されている。また図２に示すように、熱膨張緩衝部３ｂでは、鏡面研磨された箇所の表面に、塗型４が０．６ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みで塗布されており、この塗型４上には揮発性物質５が塗布されている。なお上記の数値は例示である。 The thermal expansion buffer portion 3b is a portion having a thermal expansion buffer shape that is bent in an annular shape in the cooling circuit tube 3 in a direction away from the cavity surface 2a. The thermal expansion buffer 3b is arranged at a position away from the cavity surface 2a. The radius of curvature of the corner of the rectangular thermal expansion buffer 3b is 10 mm. For example, in the thermal expansion buffer portion 3b, the surface of the cooling circuit tube 3 is mirror-polished to Rz = 0.8 or less. As shown in FIG. 2, in the thermal expansion buffer portion 3 b, the coating mold 4 is applied with a thickness of 0.6 mm or more and 1 mm or less on the surface of the mirror-polished portion. A sex substance 5 is applied. In addition, said numerical value is an illustration.

第１の屈曲部３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、キャビティ面２ａ付近に設けられている。より具体的には、キャビティ面２ａには、製造する製品の形状に合わせて凹凸が設けられており、第１の屈曲部３ｃは、この凹凸形状に応じて、金型により成型される成型品が、成型される際に優先して冷却されるべき箇所の付近に配置されている。金型を用いて製品を製造する場合には、第１の屈曲部３Ａ，３Ｂ，３Ｃにおいて、キャビティ面２ａ付近の成型品の冷却が行われる。 The first bent portions 3A, 3B, 3C are provided in the vicinity of the cavity surface 2a. More specifically, the cavity surface 2a is provided with irregularities according to the shape of the product to be manufactured, and the first bent portion 3c is a molded product molded by a mold according to the irregular shape. However, it is arrange | positioned in the vicinity of the location which should be cooled preferentially when shape | molding. When a product is manufactured using a mold, the molded product near the cavity surface 2a is cooled in the first bent portions 3A, 3B, and 3C.

第２の屈曲部３ｄは、２つの第１の屈曲部３Ａ，３Ｂの間に設けられたＶ字型に屈曲した部分である。第２の屈曲部３ｄは、キャビティ面２ａから遠ざかる方向に屈曲している。また、第１の屈曲部３ｃに対して変形する応力が発生するような場合に、第２の屈曲部３ｄでその応力を吸収する。 The second bent portion 3d is a portion bent in a V shape provided between the two first bent portions 3A and 3B. The second bent portion 3d is bent in a direction away from the cavity surface 2a. Further, when a stress that deforms the first bent portion 3c is generated, the second bent portion 3d absorbs the stress.

第３の屈曲部３ｅは、熱膨張緩衝部３ｂと第１の屈曲部３Ｂの間に設けられている。言い換えると第３の屈曲部３ｅは、キャビティ面２ａ付近に設けられた第１の屈曲部３Ｂの端に接続し、冷却回路管３がキャビティ面２ａから遠ざかるように屈曲している。これにより第３の屈曲部３ｅは、熱膨張緩衝部３ｂをキャビティ面２ａから遠ざける。 The third bent portion 3e is provided between the thermal expansion buffer portion 3b and the first bent portion 3B. In other words, the third bent portion 3e is connected to the end of the first bent portion 3B provided in the vicinity of the cavity surface 2a, and the cooling circuit tube 3 is bent so as to move away from the cavity surface 2a. Thereby, the 3rd bending part 3e keeps the thermal expansion buffer part 3b away from the cavity surface 2a.

次に、図１〜図３を参照して、鋳型１による金型の製造方法について説明する。 Next, with reference to FIGS. 1-3, the manufacturing method of the metal mold | die by the casting_mold | template 1 is demonstrated.

図１に示すように、冷却回路管３は、固定部３ａにおいて端部が固定された状態で、第１の屈曲部３ｃが金型のキャビティ面２ａの付近に配置されると共に、第３の屈曲部３ｅによって、キャビティ面２ａから遠ざけられた位置に、冷却回路管３を環状に曲げた熱膨張緩衝形状を有する熱膨張緩衝部３ｂが配置されるように形成される。 As shown in FIG. 1, in the cooling circuit tube 3, the first bent portion 3c is disposed in the vicinity of the cavity surface 2a of the mold in a state where the end portion is fixed in the fixing portion 3a, and the third A thermal expansion buffering portion 3b having a thermal expansion buffering shape in which the cooling circuit tube 3 is bent in an annular shape is disposed at a position away from the cavity surface 2a by the bent portion 3e.

図２に示すように、熱膨張緩衝部３ｂでは、表面が鏡面研磨された冷却回路管３の表面に塗型４が塗布されている。この塗型４は、熱膨張緩衝部３ｂにだけ塗布されるものであってもよく、冷却回路管３の他の部位にも塗布されるものであっても良い。その後、熱膨張緩衝部３ｂに塗布された塗型４の上に、揮発性物質５が塗布される。ここで揮発性物質５とは、例えば防錆油である。 As shown in FIG. 2, in the thermal expansion buffer portion 3b, the coating mold 4 is applied to the surface of the cooling circuit tube 3 whose surface is mirror-polished. The coating die 4 may be applied only to the thermal expansion buffer 3b, or may be applied to other portions of the cooling circuit tube 3. Thereafter, the volatile substance 5 is applied on the coating mold 4 applied to the thermal expansion buffer 3b. Here, the volatile substance 5 is, for example, rust preventive oil.

次に、金型注湯部２に溶湯が注湯される。このとき、熱膨張緩衝部３ｂにおける冷却回路管３に塗布された塗型４及び揮発性物質５が揮発してガス状になる。ここで、熱膨張緩衝部３ｂにおける冷却回路管３の表面が鏡面研磨されていることにより、冷却回路管３の表面に一様にガスがまとわりつきやすい状態となる。 Next, molten metal is poured into the mold pouring unit 2. At this time, the coating mold 4 and the volatile substance 5 applied to the cooling circuit tube 3 in the thermal expansion buffer 3b are volatilized and become gaseous. Here, the surface of the cooling circuit tube 3 in the thermal expansion buffer portion 3b is mirror-polished, so that the gas is easily and uniformly attached to the surface of the cooling circuit tube 3.

その後、図３に示すように、金型注湯部２に注湯された溶湯が凝固する。このとき、熱膨張緩衝部３ｂでは、塗布された塗型４及び揮発性物質５が揮発ガスになり、冷却回路管３の変位を可能にする隙間６が形成される。 Then, as shown in FIG. 3, the molten metal poured into the mold pouring part 2 is solidified. At this time, in the thermal expansion buffer part 3b, the applied coating mold 4 and the volatile substance 5 become volatile gas, and a gap 6 that enables the cooling circuit tube 3 to be displaced is formed.

これにより、例えば熱膨張緩衝部３ｂの付近の肉厚が厚い場合や、鋳型１に冷やし金を配置することによって吸熱され金型注湯部２に注湯された溶湯において、熱膨張緩衝部３ｂが他の部位より先に凝固するような場合であっても、熱膨張緩衝部３ｂの周囲に隙間６が確保されているので、この隙間６内で熱膨張緩衝部３ｂが動くことができる。 Thereby, for example, in the case where the thickness in the vicinity of the thermal expansion buffer part 3b is thick, or in the molten metal that has been absorbed by pouring the mold 1 into the mold pouring part 2, the thermal expansion buffer part 3b Even in the case of solidifying before other parts, the gap 6 is secured around the thermal expansion buffer 3b, so that the thermal expansion buffer 3b can move within the gap 6.

ここで熱膨張緩衝部３ｂでは、変形抵抗が小さいことから、冷却回路管３が変形する応力が発生した場合に他の箇所よりも変形しやすい。また、熱膨張緩衝部３ｂは環状であるため、環状の外側方向のいずれの方向にも変形しやすい。これにより、図４に示すように、熱膨張緩衝部３ｂが外側に広がるように大きく変形することより、その他の箇所における冷却回路管３の熱膨張による変形を熱膨張緩衝部３ｂで吸収することができる。したがって、キャビティ面２ａ付近に配置された第１の屈曲部３ｃの変形を抑制することができる。その結果、冷却性能を発揮させたいキャビティ面２ａ付近において、冷却回路管３の位置ずれを発生しにくくすることができる。これにより冷却回路管３は、予定された冷却性能を発揮することができる。 Here, in the thermal expansion buffer part 3b, since the deformation resistance is small, when the stress which deform | transforms the cooling circuit tube 3 generate | occur | produces, it deform | transforms more easily than another location. Moreover, since the thermal expansion buffer part 3b is annular, it is easily deformed in any direction of the annular outer direction. As a result, as shown in FIG. 4, the thermal expansion buffer portion 3 b is greatly deformed so as to spread outward, so that the thermal expansion buffer portion 3 b absorbs deformation due to the thermal expansion of the cooling circuit tube 3 in other locations. Can do. Therefore, it is possible to suppress the deformation of the first bent portion 3c disposed in the vicinity of the cavity surface 2a. As a result, the displacement of the cooling circuit tube 3 can be made difficult to occur in the vicinity of the cavity surface 2a where the cooling performance is desired. Thereby, the cooling circuit tube 3 can exhibit the scheduled cooling performance.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記では熱膨張緩衝部３ｂが、冷却回路管３の一箇所に形成されているものとして説明したが、複数の熱膨張緩衝部３ｂが形成されていても良い。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above description, the thermal expansion buffer portion 3b is described as being formed at one location of the cooling circuit tube 3, but a plurality of thermal expansion buffer portions 3b may be formed.

１…鋳型２…金型注湯部２ａ…キャビティ面３…冷却回路管３ａ…固定部３ｂ…熱膨張緩衝部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…第１の屈曲部３ｄ…第２の屈曲部３ｅ…第３の屈曲部４…塗型５…揮発性物質６…隙間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold 2 ... Mold pouring part 2a ... Cavity surface 3 ... Cooling circuit tube 3a ... Fixed part 3b ... Thermal expansion buffer part 3A, 3B, 3C ... 1st bending part 3d ... 2nd bending part 3e ... 1st 3 bent portions 4 ... coating mold 5 ... volatile substance 6 ... gap

Claims

A method of manufacturing a mold by fixing and casting an end portion of a bent cooling circuit tube,
The cooling circuit tube is provided with a thermal expansion buffer portion bent in an annular shape in a direction away from the cavity surface of the mold ,
In the thermal expansion buffer portion, a coating mold is applied on the surface of the cooling circuit tube, and a volatile substance is applied on the coating mold,
When the molten metal is poured, the volatile substance becomes gaseous, thereby forming a gap in which the cooling circuit tube of the thermal expansion buffer part can be displaced.
Mold manufacturing method.