JP7721948B2 - Die casting machine injection unit - Google Patents
Die casting machine injection unitInfo
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Description
本発明は、射出スリーブ内に溶湯を供給し、前後進動作するプランジャにより溶湯を金型キャビティ内へ射出充填するダイカストマシンの射出装置に関する。 The present invention relates to an injection device for a die-casting machine that supplies molten metal into an injection sleeve and injects the molten metal into a mold cavity using a plunger that moves back and forth.
ダイカストマシンによる鋳造成形は、射出スリーブの内部に溶湯を供給し、プランジャの前進動作により溶湯を金型キャビティ内に射出充填する。金型キャビティ内で溶湯を冷却固化させ、冷却固化したものを金型キャビティから取り出して鋳造品を得る。その後、プランジャを後退動作させて、再び射出スリーブ内に溶湯を供給し、次ショットの成形準備に進む。この成形動作を計画された個数の鋳造品を得るまで繰り返される。 Casting using a die-casting machine involves supplying molten metal into the injection sleeve, and then injecting and filling the mold cavity as the plunger moves forward. The molten metal is cooled and solidified within the mold cavity, and the cooled and solidified product is then removed from the mold cavity to obtain the cast product. The plunger is then moved backward, and molten metal is again supplied into the injection sleeve, and preparations for molding the next shot begin. This molding process is repeated until the planned number of cast products are obtained.
ここで、高温の溶湯により射出スリーブは加熱され熱変形し、射出スリーブとプランジャとの隙間が広がり、隙間に溶湯が差し込み、差し込んだ溶湯が固化して射出スリーブに付着することにより溶湯残渣物が生成する。この溶湯残渣物により前後進動作時にプランジャは摩耗損傷を受け、射出スリーブとプランジャとの隙間がさらに広がり、隙間への溶湯の差し込み量が増えて溶湯残渣物の生成と堆積が助長される。 At this point, the injection sleeve is heated and deformed by the high-temperature molten metal, widening the gap between the injection sleeve and plunger, allowing the molten metal to penetrate the gap. The molten metal solidifies and adheres to the injection sleeve, creating molten metal residue. This molten metal residue causes wear and damage to the plunger as it moves forward and backward, further widening the gap between the injection sleeve and plunger and increasing the amount of molten metal that penetrates into the gap, accelerating the creation and accumulation of molten metal residue.
この大きく堆積した溶湯残渣物は、前後進動作するプランジャと擦れて剥離することがある。剥離した溶湯残渣物は溶湯と混ざって、金型キャビティ内に射出充填されると、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の原因となる。また、溶湯残渣物と擦れてプランジャの前進動作が不安定になると、射出スリーブ内の溶湯が波打つように暴れて、空気巻き込み(ボイド混在)、湯ジワ不良、湯廻り不良等の鋳造不良を誘発する。さらには、溶湯残渣物との擦れによってプランジャは磨耗が進み、射出充填時に溶湯をシールできず溶湯が漏れ出して、鋳造不良を多発し鋳造品の品質安定化が維持できなくなる。そうなると、成形を一時中断してプランジャを交換する等のメンテナンスが追加される。また、溶湯残渣物の生成と剥離の繰り返しにより、射出スリーブが腐蝕損傷を受け、射出スリーブを含んだ大掛かりな部品交換による長期間の生産停止も心配される。 These large deposits of molten metal residue can rub against the plunger as it moves back and forth, causing it to peel off. When the peeled-off molten metal residue mixes with the molten metal and is injected into the mold cavity, it can cause casting defects such as blowholes and foreign matter contamination. Furthermore, if the plunger's forward movement becomes unstable due to friction with the molten metal residue, the molten metal in the injection sleeve can ripple and become violent, leading to casting defects such as air entrapment (void inclusion), poor molten metal wrinkles, and poor molten metal flow. Furthermore, friction with the molten metal residue causes wear on the plunger, making it unable to seal the molten metal during injection and filling, resulting in molten metal leakage, frequent casting defects, and making it impossible to maintain stable casting quality. This requires additional maintenance, such as temporarily halting molding and replacing the plunger. Furthermore, the repeated generation and peeling of molten metal residue can corrode and damage the injection sleeve, raising concerns about long-term production downtime due to the need for extensive part replacement, including the injection sleeve.
そのため、射出スリーブ内に溶湯残渣物の生成と堆積及び剥離を予防することにより、ダイカストマシンの鋳造品の品質安定化を図ることが提案されている。
特許文献1では、射出スリーブとプランジャを温調することにより、高温の溶湯による熱変形による隙間の拡大を抑制して、溶湯の差し込みによる溶湯残渣物の生成を抑制するとしている。また、特許文献2では、熱伝導率の異なる合金を用いた2層構造の射出スリーブにより、溶湯の保温性を高め、溶湯残渣物の生成を抑制するとしている。さらに、特許文献3では、外径の異なる大小の複数個のリングをプランジャに配置している。この複数個のリングは、射出スリーブの内径に沿うように自動調心する。これによって、プランジャの偏摩耗を防止することで、溶湯残渣物の生成と堆積を抑制するとしている。また、特許文献4では、射出スリーブ内に清掃具を挿入して、射出スリーブ内の溶湯残渣物等の異物を強制的に除去することで、溶湯残渣物の堆積と剥離を抑制するとしている。
Therefore, it has been proposed to stabilize the quality of the cast products of the die casting machine by preventing the generation, accumulation, and peeling of molten metal residue inside the injection sleeve.
Patent Document 1 discloses that temperature control of the injection sleeve and plunger prevents the expansion of the gap due to thermal deformation caused by high-temperature molten metal, thereby preventing the generation of molten metal residue due to the insertion of the molten metal. Patent Document 2 discloses that a two-layer injection sleeve using alloys with different thermal conductivities improves the heat retention of the molten metal and prevents the generation of molten metal residue. Patent Document 3 discloses that multiple rings of different sizes with different outer diameters are arranged on the plunger. These multiple rings are automatically aligned along the inner diameter of the injection sleeve. This prevents uneven wear of the plunger and prevents the generation and accumulation of molten metal residue. Patent Document 4 discloses that a cleaning tool is inserted into the injection sleeve to forcibly remove foreign matter, such as molten metal residue, from the injection sleeve, thereby preventing the accumulation and peeling of molten metal residue.
高温の溶湯温度に対して、明らかに低い温度に設定されている射出スリーブ内に溶湯を供給することは、射出スリーブと接している部位から溶湯は冷却凝固し、溶湯残渣物は必ず生成される。そのため、特許文献1と特許文献2に示す手段では、溶湯残渣物の生成を少なくできるかもしれないがゼロとすることは難しく、溶湯残渣物に起因する鋳造不良を完全に解決できるものではない。また、特許文献3に示す手段では、射出スリーブ内に溶湯残渣物が生成し堆積した場合では、自動調心された大小のリングは溶湯残渣物を避けるように動くため、プランジャや射出スリーブの摩耗損傷を防ぐことはできる。なお、プランジャによる掻き取り作用は弱く、射出スリーブ内の溶湯残渣物は完全に除去することはできない。これに対して、特許文献4に示す手段では、射出スリーブ内の溶湯残渣物を確実に除去できる。しかしながら、鋳造成形との同時使用はできず、鋳造成形を一時中断しなければいけない。 When molten metal is supplied into an injection sleeve that is set at a significantly lower temperature than the high molten metal temperature, the molten metal cools and solidifies at the point of contact with the injection sleeve, inevitably generating molten metal residue. Therefore, while the methods described in Patent Documents 1 and 2 may be able to reduce the generation of molten metal residue, it is difficult to eliminate it entirely, and they do not completely solve the casting defects caused by molten metal residue. Furthermore, with the method described in Patent Document 3, if molten metal residue is generated and accumulates inside the injection sleeve, the automatically aligned large and small rings move to avoid the molten metal residue, thereby preventing wear and tear on the plunger and injection sleeve. However, the plunger's scraping action is weak, and molten metal residue cannot be completely removed from the injection sleeve. In contrast, the method described in Patent Document 4 can reliably remove molten metal residue from the injection sleeve. However, it cannot be used simultaneously with casting, and casting must be temporarily suspended.
そこで本発明は、鋳造成形を中断することなく、射出スリーブ内の溶湯残渣物を確実に除去でき、溶湯残渣物の無い綺麗な溶湯の射出充填により、鋳造品の品質安定化を得ることができるダイカストマシンの射出装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an injection device for a die-casting machine that can reliably remove molten metal residue from inside the injection sleeve without interrupting the casting process, and that can stabilize the quality of cast products by injecting and filling clean molten metal free of molten metal residue.
本発明のダイカストマシンの射出装置は、射出スリーブ内に溶湯を供給し、前後進動作するプランジャにより溶湯を金型キャビティ内へ射出充填するダイカストマシンの射出装置において、プランジャは、溶湯の漏れをシールするシール先端部と、凸部と凹部が混在し射出スリーブ内を清掃するスリーブ清掃部と、プランジャロッドを連結するロッド連結部と、プランジャロッドに連結されプランジャの前後進動作を行う射出駆動部、とを備えることを特徴とする。 The injection device of the die-casting machine of the present invention supplies molten metal into the injection sleeve and injects and fills the molten metal into the mold cavity using a plunger that moves back and forth.The plunger is characterized by having a seal tip that seals against molten metal leakage, a sleeve cleaning unit with a mixture of convex and concave portions that cleans the inside of the injection sleeve, a rod connecting unit that connects the plunger rod, and an injection drive unit that is connected to the plunger rod and moves the plunger back and forth.
本発明のダイカストマシンの射出装置において、凸部と凹部は、連続した環状の突起形状と、連続した環状の溝形状であり、突起形状と溝形状が並列に複数配置することが好ましい。 In the injection device of the die-casting machine of the present invention, the convex portion and concave portion are continuous annular protrusion shapes and continuous annular groove shapes, and it is preferable that multiple protrusion shapes and groove shapes are arranged in parallel.
本発明のダイカストマシンの射出装置において、凸部と凹部は、連続した螺旋状の突起形状と、連続した螺旋状の溝形状であり、突起形状と溝形状が並列に複数配置することが好ましい。 In the injection device of the die-casting machine of the present invention, the convex portion and concave portion are continuous spiral protrusion shapes and continuous spiral groove shapes, and it is preferable that multiple protrusion shapes and groove shapes are arranged in parallel.
また、本発明のダイカストマシンの射出装置において、凸部と凹部は、非連続の突起形状と、連続した平面形状であり、平面形状に突起形状が規則的あるいは不規則的に複数配置することが好ましい。 Furthermore, in the injection device of the die-casting machine of the present invention, the convex portions and concave portions are discontinuous protrusion shapes and continuous planar shapes, and it is preferable that multiple protrusion shapes are arranged regularly or irregularly on the planar shape.
さらに、本発明のダイカストマシンの射出装置において、射出駆動部は、プランジャの後退動作において回転動作をさらに加えることが好ましい。 Furthermore, in the injection device of the die casting machine of the present invention, it is preferable that the injection drive unit further adds a rotational motion to the retraction movement of the plunger.
本発明によれば、鋳造成形を中断することなく、射出スリーブ内の溶湯残渣物を確実に除去でき、溶湯残渣物の無い綺麗な溶湯の射出充填により、鋳造品の品質安定化を得ることができるダイカストマシンの射出装置を提供できる。 The present invention provides an injection device for a die-casting machine that can reliably remove molten metal residue from within the injection sleeve without interrupting the casting process, and can stabilize the quality of cast products by injecting and filling clean molten metal free of molten metal residue.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが、各請求項に係る発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、本実施形態においては、各構成要素の尺度や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。 Preferred embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the following embodiments do not limit the inventions according to the claims. Furthermore, not all combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solutions of the inventions according to the claims. Furthermore, in the present embodiments, the scales and dimensions of each component may be exaggerated, and some components may be omitted.
[ダイカストマシンの射出装置]
先ず、本発明の実施形態に係るにダイカストマシンの射出装置ついて、図1を用いて説明する。なお、以下の説明では、本実施形態に係るダイカストマシンとして、横型のダイカストマシンをベースとしたが、これに限定されるものではない。
[Die casting machine injection unit]
First, an injection device of a die casting machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figure 1. In the following description, the die casting machine according to this embodiment is based on a horizontal die casting machine, but the present invention is not limited to this.
図1に示すダイカストマシン100は、図示しない固定盤に支持された固定金型2と、図示しない可動盤に支持され固定金型2に対して進退可能な可動金型4と、溶湯を射出充填する射出装置10と、射出装置10の動作を制御する射出制御部40とを備えている。アルミニウム合金等の溶湯を、射出装置10により固定金型2及び可動金型4とで形成される金型キャビティ6内に射出充填して鋳造品を得る。 The die-casting machine 100 shown in Figure 1 comprises a fixed mold 2 supported by a fixed platen (not shown), a movable mold 4 supported by a movable platen (not shown) and movable toward and away from the fixed mold 2, an injection device 10 that injects and fills the mold cavity with molten metal, and an injection control unit 40 that controls the operation of the injection device 10. Molten metal such as an aluminum alloy is injected and filled by the injection device 10 into the mold cavity 6 formed by the fixed mold 2 and the movable mold 4 to obtain a cast product.
射出装置10は、内部に溶湯が供給される円筒状の射出スリーブ12と、射出スリーブ12の内側に配置される円柱状のプランジャ20と、射出駆動部30とプランジャ20を連結するプランジャロッド14とを備える。射出駆動部30は、射出制御部40の制御データに基づいてプランジャ20の前後進動作を制御する。
ここで、金型キャビティ6に近い方向を前方F、前方Fの方向の動作をプランジャ20の前進動作、金型キャビティ6から遠い方向を後方B、後方Bの方向の動作をプランジャ20の後退動作と定義する。また、プランジャ20の前進動作の完了位置を射出完了位置FEと定義し、プランジャ20の後退動作の完了位置を待機位置BEと定義する。
The injection device 10 includes a cylindrical injection sleeve 12 into which molten metal is supplied, a columnar plunger 20 disposed inside the injection sleeve 12, and a plunger rod 14 connecting an injection drive unit 30 and the plunger 20. The injection drive unit 30 controls the forward and backward movement of the plunger 20 based on control data from an injection control unit 40.
Here, the direction closer to the mold cavity 6 is defined as the forward F, the movement in the forward F direction is defined as the forward movement of the plunger 20, the direction away from the mold cavity 6 is defined as the backward B, and the movement in the backward B direction is defined as the backward movement of the plunger 20. In addition, the completion position of the forward movement of the plunger 20 is defined as the injection completion position FE, and the completion position of the backward movement of the plunger 20 is defined as the standby position BE.
待機位置BEにプランジャ20が待機している間に、射出スリーブ12に設けた注湯口16から、図示しない給湯装置等を用いて射出スリーブ22内に溶湯が供給される。その後、プランジャ20を射出完了位置FEまで前進動作させて、射出スリーブ12内の溶湯を金型キャビティ16内へ射出充填する。射出充填された溶湯の冷却固化に伴う凝固収縮を補う保圧充填と冷却工程の後に、固定金型2と可動金型4を型開して、金型キャビティ6から冷却固化した鋳造品を取り出す。合わせて、プランジャチップ20を待機位置BEに後退させて、次ショットの鋳造成形の準備工程に進む。 While the plunger 20 waits at standby position BE, molten metal is supplied into the injection sleeve 22 from the pouring port 16 on the injection sleeve 12 using a melt supply device (not shown). The plunger 20 is then advanced to the injection completion position FE, and the molten metal in the injection sleeve 12 is injected and filled into the mold cavity 16. After a pressure-holding filling and cooling process to compensate for solidification shrinkage that occurs as the injected molten metal cools and solidifies, the fixed mold 2 and movable mold 4 are opened, and the cooled and solidified casting is removed from the mold cavity 6. At the same time, the plunger tip 20 is retracted to standby position BE, and the process proceeds to the preparation process for the next casting shot.
射出スリーブ12には、必要に応じて、冷却水等の冷却媒体が流れる流路を含む図示しない冷却機構が設けられている。また、プランジャ20の摩耗損傷の防止や摺動状態の安定化及び溶湯の付着抑制等のため、射出スリーブ12とプランジャ20との摺動面に潤滑剤を塗布することが好ましい。また、プランジャ20には、冷却水等の冷却媒体が流れる流路を含む冷却機構が設けられても良い。 If necessary, the injection sleeve 12 may be provided with a cooling mechanism (not shown) that includes a flow path through which a cooling medium such as cooling water flows. It is also preferable to apply a lubricant to the sliding surfaces between the injection sleeve 12 and plunger 20 to prevent wear and tear on the plunger 20, stabilize the sliding condition, and prevent molten metal from adhering. The plunger 20 may also be provided with a cooling mechanism that includes a flow path through which a cooling medium such as cooling water flows.
[第1実施形態のプランジャ]
次に、本発明の第1実施形態に係るプランジャついて、図2を用いて説明する。図2はプランジャ20の拡大図である。本発明の第1実施形態に好適な射出装置10のプランジャ20は、図2に示すように、前方Fから後方Bに向かって順に、シール先端部22と、スリーブ清掃部24と、ロッド連結部26とを備える。
[Plunger of First Embodiment]
Next, a plunger according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is an enlarged view of the plunger 20. The plunger 20 of the injection device 10 suitable for the first embodiment of the present invention includes, in order from the front F to the rear B, a seal tip portion 22, a sleeve cleaning portion 24, and a rod connecting portion 26, as shown in Fig. 2.
シール先端部22は、射出充填工程において、溶湯がプランジャ20の後方に漏れないように、射出スリーブ12内の溶湯をシールする役割を担う。そのため、シール先端部22の形状は、円筒状の射出スリーブ12の内壁面12Uと略同じの円柱状とする。
ここで、シール先端部22の外径22Rは、溶湯温度による熱変形や熱膨張等を考慮して、溶湯のシール性を確保しつつ、プランジャ20と射出スリーブ12が強固に接触してカジリ損傷することを抑制する、射出スリーブ12とシール先端部22の隙間を基準として設定する。また、シール先端部22の長さ22Lは、溶湯の溶融粘度と射出充填時の鋳造圧力及び外径22Rから、溶湯のシール性を確実に確保できるものとして設定する。これらの設定は、計算で求めても良く、経験値を採用しても良い。例えば、型締力が10000KN以上の大型ダイカストマシンにおいては、実験結果により、射出スリーブ12とシール先端部22との隙間が、5/100~5/10mm程度となる外径22Rを設定し、長さ22Lと外径22Rの比率(22L/22R)が、0.3~3.0程度に設定することが好ましい。これにより、射出充填時はシール先端部22により溶湯のシールを確実とし、鋳造品質の安定化を実現する。さらに、プランジャ20のスムーズな前進動作が確保でき、前進動作の変動に起因した鋳造不良を回避できる。
The seal tip portion 22 serves to seal the molten metal inside the injection sleeve 12 during the injection filling process so that the molten metal does not leak to the rear of the plunger 20. Therefore, the shape of the seal tip portion 22 is made cylindrical, which is approximately the same as the shape of the inner wall surface 12U of the cylindrical injection sleeve 12.
Here, the outer diameter 22R of the seal tip portion 22 is set based on the gap between the injection sleeve 12 and the seal tip portion 22, taking into account thermal deformation and thermal expansion due to the temperature of the molten metal, while ensuring the sealing of the molten metal and preventing galling damage due to strong contact between the plunger 20 and the injection sleeve 12. The length 22L of the seal tip portion 22 is set to a value that reliably ensures the sealing of the molten metal, taking into account the melt viscosity of the molten metal, the casting pressure during injection filling, and the outer diameter 22R. These settings may be determined by calculation or based on empirical values. For example, for a large die casting machine with a clamping force of 10,000 KN or more, experimental results show that the outer diameter 22R is set so that the gap between the injection sleeve 12 and the seal tip portion 22 is approximately 5/100 to 5/10 mm, and the ratio of the length 22L to the outer diameter 22R (22L/22R) is preferably set to approximately 0.3 to 3.0. This ensures that the molten metal is sealed securely by the seal tip 22 during injection filling, stabilizing the casting quality. Furthermore, smooth forward movement of the plunger 20 is ensured, preventing casting defects caused by fluctuations in the forward movement.
ここで、シール先端部22の前方F側の角部22FはR面加工とし、後方B側の角部22BはR面加工を施さない。これは、射出充填が終わった後のプランジャ20の後退動作時は、R面加工を施していない角部22Bを利用して、射出スリーブ12の内壁面12Uを強く掻き取り、射出スリーブ12の内壁面12Uに付着した溶湯残渣物を効率よく除去する狙いである。また、射出充填時のプランジャ20の前進動作時は、R面加工を施した角部22Fによって、射出スリーブ12内を滑るように進み、溶湯残渣物を無理矢理に剥離することが回避できる。その結果、溶湯残渣物に起因する鋳造不良を予防できる。同時に、プランジャ20の安定した前進動作により、鋳造品の高品質化も確保できる。この角部22FのR面加工は、例えば型締力が10000KN以上の大型ダイカストマシンでは、0.5R~5R程度とすることが好ましい。 Here, the corner 22F on the front F side of the seal tip 22 is rounded, while the corner 22B on the rear B side is not. This is intended to allow the unrounded corner 22B to scrape the inner wall surface 12U of the injection sleeve 12 during the plunger 20's retreating movement after injection filling is complete, thereby efficiently removing molten metal residue adhering to the inner wall surface 12U of the injection sleeve 12. Furthermore, during the plunger 20's forward movement during injection filling, the rounded corner 22F allows the plunger 20 to glide smoothly through the injection sleeve 12, preventing the forced removal of molten metal residue. As a result, casting defects caused by molten metal residue can be prevented. At the same time, the stable forward movement of the plunger 20 ensures high-quality castings. For large die-casting machines with a clamping force of 10,000 kN or more, the rounded corner 22F is preferably approximately 0.5R to 5R.
次に、スリーブ清掃部24は、プランジャ20の後退動作時において、射出スリーブ12内に堆積した溶湯残渣物を掻き取って除去する役割を担う。そのため、溶湯残渣物を掻き取るカッターの役目を持つ凸部242と、掻き取った溶湯残渣物を捕集する容器の役目を持つ凹部244は、プランジャ20の進退方向の前方Fから後方Bに向かって、並列に複数配置し凹凸形状を形成する。この凹凸形状の配列によって、溶湯残渣物の掻き取りと捕集が同時に行え、効率を高めることができる。なお、凹凸形状の配列数は、スリーブ清掃部24の範囲内で複数配列とすることが好ましい。 Next, the sleeve cleaning section 24 serves to scrape off and remove molten metal residue that has accumulated inside the injection sleeve 12 when the plunger 20 is retracted. Therefore, multiple convex sections 242, which act as cutters to scrape off molten metal residue, and multiple concave sections 244, which act as containers to collect the scraped molten metal residue, are arranged in parallel from the front F to the rear B in the direction of the plunger 20's advancement and retreat, forming an uneven shape. This uneven arrangement allows the molten metal residue to be scraped off and collected simultaneously, improving efficiency. It is preferable to arrange multiple uneven sections within the range of the sleeve cleaning section 24.
ここで、凸部242は、シール先端部22の外径22Rと同等とし、プランジャ20の進退方向に直行する連続した環状の突起形状とする。また、凸部242の長さ242Lは、溶湯温度と鋳造圧力及びスリーブ清掃部24に用いる鋼材の強度等から可能な範囲で小さくして、凸部242の配列数を増やして溶湯残渣物の掻き取り効率を優先とする(図2の凸部242の配列数は5列)。実験結果等から、例えば型締力が10000KN以上の大型ダイカストマシンにおいては、長さ242L/外径22R=0.03~0.3程度とすることが好ましい。 Here, the convex portion 242 is equivalent to the outer diameter 22R of the seal tip portion 22 and has a continuous annular protrusion shape that is perpendicular to the direction of movement of the plunger 20. Furthermore, the length 242L of the convex portion 242 is made as small as possible based on the molten metal temperature, casting pressure, and the strength of the steel used in the sleeve cleaning portion 24, and the number of convex portions 242 arranged is increased to prioritize the efficiency of scraping off molten metal residue (the number of convex portions 242 arranged in Figure 2 is five). Based on experimental results, for example, in large die-casting machines with a clamping force of 10,000 KN or more, it is preferable to set the length 242L/outer diameter 22R to approximately 0.03 to 0.3.
また、凹部244は、掻き取った溶湯残渣物を捕集するために、凸部242より窪んだ形状とし、凸部244と並列に配置する連続した環状の溝形状とする。この凹部244の溝形状の溝深さと長さ244Lは、掻き取った溶湯残渣物を捕集する容器の大きさを示す。この容器を大きくすれば捕集の余裕代も大きくなるが、下記の制約事項を鑑みて適正な範囲で設定する。例えば、プランジャ20に冷却のための冷却水等の冷却媒体を循環させる流路を含む冷却機構を設けた場合は、この冷却機構に干渉しない範囲で凹部244の溝深さを設定することが好ましい。また、捕集した溶湯残渣物をプランジャ20の後方に漏れ出さないように、ロッド連結部26よりは窪んだ溝深さとすることが好ましい。また、凹部244の長さ244Lを過大に設定すると、溶湯残渣物の掻き取り効率に影響する凸部242の配列数を多く設けることができない。掻き取り効率を優先して、凸部242の配列数を確保しようとすると、プランジャ20が大きくなってしまう。そこで、実験結果等から、例えば型締力が10000KN以上の大型ダイカストマシンでは、242L=244Lとすることが好ましい。 The recess 244 is recessed from the protrusion 242 to capture the scraped molten metal residue, and is a continuous, annular groove parallel to the protrusion 244. The groove depth and length 244L of the recess 244 groove shape indicate the size of the container for capturing the scraped molten metal residue. While a larger container increases the collection margin, the depth should be set within an appropriate range, taking into account the constraints described below. For example, if the plunger 20 is equipped with a cooling mechanism including a flow path for circulating a cooling medium such as cooling water, it is preferable to set the groove depth of the recess 244 so as not to interfere with this cooling mechanism. Furthermore, to prevent the collected molten metal residue from leaking out the rear of the plunger 20, it is preferable to set the groove depth to be recessed from the rod connecting portion 26. Furthermore, if the length 244L of the recess 244 is set too large, it becomes impossible to provide a large number of protrusions 242, which would affect the efficiency of scraping the molten metal residue. If scraping efficiency is prioritized and an adequate number of convex portions 242 are to be arranged, the plunger 20 will become larger. Therefore, based on experimental results, for example, in large die casting machines with a clamping force of 10,000 KN or more, it is preferable to set 242L = 244L.
ここで、凸部242の前方F側の角部242Fと後方B側の角部242BはR面加工を施さない。また、凸部242はプランジャ20に固定されるものとする。これにより、凸部242による掻き取り力は強固となり、プランジャ20の前後進動作の両方で溶湯残渣物を効率よく除去できる。また、プランジャ20の前進動作時に溶湯残渣物が剥離したとしても、凹部244に剥離した溶湯残渣物を確実に捕集できるので、溶湯に溶湯残渣物が混ざることは全く無い。さらに、プランジャ20の後退動作時は、凸部242で溶湯残渣物を掻き取り、直ちに凹部244で掻き取った溶湯残渣物を捕集し、その後、射出スリーブ12から外へ排出する。これにより、次ショットの溶湯に溶湯残渣物が混ざることは皆無となり、溶湯残渣物に起因する鋳造不良を確実に防止できる。 Here, the corner 242F on the front F side of the convex portion 242 and the corner 242B on the rear B side are not rounded. The convex portion 242 is fixed to the plunger 20. This strengthens the scraping force of the convex portion 242, allowing the molten metal residue to be efficiently removed during both the forward and backward movements of the plunger 20. Even if molten metal residue is detached during the forward movement of the plunger 20, it can be reliably collected in the recess 244, preventing it from mixing with the molten metal. Furthermore, during the retraction of the plunger 20, the convex portion 242 scrapes off the molten metal residue, which is then immediately collected in the recess 244 and then discharged outside the injection sleeve 12. This completely prevents molten metal residue from mixing with the molten metal in the next shot, ensuring that casting defects caused by molten metal residue are prevented.
さらに、例えばシール先端部22が摩耗損傷して溶湯のシール性が低下し、溶湯がプランジャ20から後方に漏出するトラブルが生じたとしても、シール先端部22に続くスリーブ清掃部24で、以下に示す3つの作用を利用して溶湯の漏出を止めることが可能である。作用の1つは、スリーブ清掃部24の凸部242は、シール先端部22と同じ外径であるので、シール先端部22と同様に、凸部242も溶湯のシール性を有している。作用の2つは、凸部242を超えて漏出した溶湯は凹部244で捕集され、溶湯の漏出を抑えることができる。作用の3つは、凸部242と凹部244の連続的な配列は、狭い通路と広い通路を連続的に組み合わせたラビリンス形状の圧力緩和効果を利用したシール構造と類似であることから、同様に溶湯のシール性も発揮することができると考える。その結果、溶湯漏出による突発的な鋳造成形の中断を回避することができる。 Furthermore, even if wear and tear on the seal tip 22 reduces its sealing ability against molten metal, causing a problem in which molten metal leaks backward from the plunger 20, the sleeve cleaning section 24 adjacent to the seal tip 22 can stop the leakage of molten metal by utilizing the following three functions. The first function is that the protrusion 242 of the sleeve cleaning section 24 has the same outer diameter as the seal tip 22, so like the seal tip 22, the protrusion 242 also has the sealing ability against molten metal. The second function is that any molten metal that leaks beyond the protrusion 242 is captured in the recess 244, preventing the leakage of molten metal. The third function is that the continuous arrangement of the protrusions 242 and recesses 244 is similar to a sealing structure that utilizes the pressure relief effect of a labyrinth shape that continuously combines narrow and wide passages, and therefore is believed to be able to similarly seal molten metal. As a result, it is possible to avoid sudden interruptions to casting due to molten metal leakage.
ロッド連結部26は、射出駆動部30の駆動力を伝達するプランジャロッド14を連結する役割を担う部位である。そのため、プランジャロッド14が確実に連結でき、射出駆動部30の駆動力を的確に伝達でき、射出充填工程の射出速度と鋳造圧力に対応できる強度と、プランジャ20の冷却機構に影響しない、外径と長さの寸法とする。なお、待機位置BEにプランジャ20が待機している状態で、スリーブ清掃部24が射出スリーブ12よりも後方Bの外側に出ていることが必要であり、これを満足できるロッド連結部の寸法とする。つまり、プランジャ20が待機位置BEで、捕集した溶湯残渣物を清掃するクリーニング工程を行う。 The rod connection portion 26 is the part that connects the plunger rod 14, which transmits the driving force of the injection drive portion 30. Therefore, the rod connection portion 26 must have dimensions that allow it to reliably connect to the plunger rod 14, accurately transmit the driving force of the injection drive portion 30, be strong enough to handle the injection speed and casting pressure of the injection filling process, and not affect the cooling mechanism of the plunger 20. Furthermore, when the plunger 20 is waiting at standby position BE, the sleeve cleaning portion 24 must extend outside at position B behind the injection sleeve 12, and the rod connection portion must have dimensions that satisfy this. In other words, the plunger 20 performs a cleaning process in which it cleans up the collected molten metal residue at standby position BE.
ここで、図2に示す第1実施形態に係るプランジャ20は、シール先端部22とスリーブ清掃部24とロッド連結部26を一体構造としたが、特定の部位を別部品として分割構造としてもよく、全ての部位を別部品の分割構造としても良い。例えば、溶湯に直接触れるために損傷の激しいシール先端部22を分割構造とする。この場合は、シール先端部22を消耗品の扱いとし、交換の部品点数を最小限に抑えることができる。また、スルー部清掃部24の凸部242と凹部244を分割構造とする。この場合は、溶湯残渣物の掻き取りで損傷が激しい凸部242のみを交換するとして、交換部品の最小化によるメンテナンス費用の削減と、プランジャ20の寿命アップが期待できる。なお、いずれの部品を分割構造としたとしても、各部品とプランジャ20は強固に締め付け固定される。特に、溶湯残渣物を掻き取るスリーブ清掃部24は、確実に締め付け固定とする。 In the plunger 20 according to the first embodiment shown in FIG. 2, the seal tip portion 22, sleeve cleaning portion 24, and rod connecting portion 26 are integrally formed. However, specific portions may be separate components, or all portions may be separate components. For example, the seal tip portion 22, which is subject to severe damage due to direct contact with the molten metal, may be formed as a separate component. In this case, the seal tip portion 22 is treated as a consumable item, minimizing the number of parts that need to be replaced. Furthermore, the convex portion 242 and concave portion 244 of the through-hole cleaning portion 24 are formed as separate components. In this case, only the convex portion 242, which is subject to severe damage due to scraping off molten metal residue, is replaced, minimizing the number of replacement parts and reducing maintenance costs, and extending the life of the plunger 20. Regardless of which components are formed as separate components, each component is firmly fastened to the plunger 20. In particular, the sleeve cleaning portion 24, which scrapes off molten metal residue, is securely fastened.
[第1実施形態の鋳造成形]
次に、図2に示す第1実施形態に係るプランジャ20を用いた鋳造成形について、図3を用いて説明する。固定金型2と可動金型4は型締されて金型キャビティ6が形成され、プランジャ20は待機位置BEに待機しており、図示しない給湯装置等から溶湯が射出スリーブ12内に供給されている状態から鋳造成形が開始するとする。
[Casting of the first embodiment]
Next, a casting process using the plunger 20 according to the first embodiment shown in Fig. 2 will be described with reference to Fig. 3. The fixed mold 2 and the movable mold 4 are clamped to form a mold cavity 6, the plunger 20 is waiting at the waiting position BE, and casting begins with molten metal being supplied into the injection sleeve 12 from a melt supply device (not shown) or the like.
射出制御部40に設定された、射出速度、速度切替え位置、鋳造圧力の制御データに基づいて、射出駆動部30はプランジャロッド14を介してプランジャ20を待機位置BEから射出完了位置FEに向けて前進動作させる。このプランジャ20の前進動作においては、低速射出、高速射出、高圧充填の各工程により、射出スリーブ12内の溶湯を金型キャビティ6に射出充填する。溶湯の射出充填の後は、プランジャ20の前進動作を停止させる。この時のプランジャ20の停止位置を、射出完了位置FEとする。なお、射出スリーブ12への溶湯の供給量のバラツキ等により、射出完了位置FEも変動する。つまり、低速射出、高速射出、高圧充填の各工程のうち、特に高圧充填の工程において、溶湯の供給量のバラツキに応じて、金型キャビティ6内に射出充填された溶湯の冷却固化に伴う凝固収縮を補正する保圧として作用し、その結果、射出完了位置FEが変動する。 Based on the control data for injection speed, speed switching position, and casting pressure set in the injection control unit 40, the injection drive unit 30 moves the plunger 20 forward via the plunger rod 14 from the standby position BE to the injection completion position FE. During this forward movement of the plunger 20, the molten metal in the injection sleeve 12 is injected and filled into the mold cavity 6 through the processes of low-speed injection, high-speed injection, and high-pressure filling. After the molten metal has been injected and filled, the forward movement of the plunger 20 is stopped. The stop position of the plunger 20 at this time is the injection completion position FE. Note that the injection completion position FE may also fluctuate due to variations in the amount of molten metal supplied to the injection sleeve 12, etc. In other words, during the low-speed injection, high-speed injection, and high-pressure filling processes, particularly during the high-pressure filling process, variations in the amount of molten metal supplied act as a holding pressure to compensate for solidification shrinkage that occurs as the molten metal injected and filled into the mold cavity 6 cools and solidifies, resulting in fluctuations in the injection completion position FE.
冷却工程を経て、固定金型2と可動金型4を型開し、金型キャビティ6から鋳造品を取り出して鋳造成形を終了する。引き続き、次ショットの準備工程に進む。
この成形動作と並行して、プランジャ20は、射出完了位置FEから待機位置BEに向けて、射出制御部40の設定値に基づいて後退動作する。待機位置BEにプランジャ20が到達すると後退動作を停止させ、例えば、図示しないエアブロー清掃装置等から清掃用エアブローを噴射して、あるいは、回転ブラシ等の清掃治具により、プランジャ20の清掃を行う。この清掃は、スリーブ清掃部24の凸部242で掻き取り、凹部244に捕集した溶湯残渣物を取り除く清掃工程である。溶湯残渣物の清掃を終えると、射出スリーブ12内に溶湯を供給する等の次ショットの準備工程に進む。
After the cooling step, the fixed mold 2 and the movable mold 4 are opened, and the casting is removed from the mold cavity 6, completing the casting process. The process then proceeds to the preparation step for the next shot.
In parallel with this molding operation, the plunger 20 moves backward from the injection completion position FE toward the standby position BE based on the setting value of the injection control unit 40. When the plunger 20 reaches the standby position BE, the backward movement is stopped, and the plunger 20 is cleaned, for example, by spraying cleaning air from an air blow cleaning device (not shown) or by using a cleaning tool such as a rotating brush. This cleaning is a cleaning process in which the molten metal residue scraped off by the convex portion 242 of the sleeve cleaning unit 24 and collected in the concave portion 244 is removed. Once the molten metal residue has been cleaned, the process proceeds to a preparation process for the next shot, such as supplying molten metal into the injection sleeve 12.
ここで、プランジャ20の前進動作は直進動作とし、シール先端部22で溶湯を確実にシールして、金型キャビティ6内への溶湯の射出充填を正確に行う。同時に、射出スリーブ12内の溶湯残渣物をスリーブ清掃部24の凸部242で掻き取り、凹部244で掻き取った溶湯残渣物を捕集し、溶湯への異物となる溶湯残渣物の混入を阻止する。さらに、R面加工されたシール先端部22の角部22Fにより、プランジャ20の前進動作を滑らかとし、鋳造品質の安定化を得ることができる。
また、プランジャ20の後退動作は直進動作とする。射出スリーブ12内の溶湯残渣物をスリーブ清掃部24の凸部242で掻き取り、凹部244で掻き取った溶湯残渣物を捕集し、清掃行程でプランジャ20を綺麗に清掃する。これにより、射出スリーブ12は、常に綺麗な状態を保つことが可能となり、溶湯残渣物の混入を完全に阻止する。
このように、鋳造成形を中断することなく、成形工程の中で射出スリーブ12を綺麗に清掃することができ、鋳造不良の無い高品質な鋳造品の安定生産を実現する。
Here, the forward movement of the plunger 20 is a straight movement, and the seal tip 22 reliably seals the molten metal, accurately injecting and filling the molten metal into the mold cavity 6. At the same time, the convex portion 242 of the sleeve cleaning portion 24 scrapes off molten metal residue inside the injection sleeve 12, and the concave portion 244 collects the scraped off molten metal residue, preventing it from becoming contaminated with the molten metal. Furthermore, the rounded corner portion 22F of the seal tip 22 smooths the forward movement of the plunger 20, resulting in stable casting quality.
The plunger 20 moves backward in a straight line. The convex portion 242 of the sleeve cleaning portion 24 scrapes off the molten metal residue inside the injection sleeve 12, and the concave portion 244 collects the scraped molten metal residue, thoroughly cleaning the plunger 20 in the cleaning process. This allows the injection sleeve 12 to be kept clean at all times, completely preventing the intrusion of molten metal residue.
In this way, the injection sleeve 12 can be cleaned thoroughly during the molding process without interrupting the casting process, thereby realizing stable production of high-quality castings without casting defects.
[第2実施形態のプランジャ]
次に、本発明の第2実施形態に係るプランジャついて、図4を用いて説明する。図4はプランジャ20の拡大図である。本発明の第2実施形態に好適な射出装置10のプランジャ20は、図4に示すように、前方Fから後方Bに向かって順に、シール先端部22と、スリーブ清掃部27と、ロッド連結部26とを備える。なお、シール先端部22とロッド連結部26は、第1実施形態と同じであるため説明は割愛し、第1実施形態と異なるスリーブ清掃部27について詳細に説明する。なお、プランジャ20の一体構造や分割構造、プランジャ20も前進動作時の挙動については、第1実施形態と同じであるので説明は割愛し、プランジャ20の後退動作について詳細に説明する。
[Plunger of Second Embodiment]
Next, a plunger according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 . FIG. 4 is an enlarged view of the plunger 20. As shown in FIG. 4 , the plunger 20 of the injection device 10 suitable for the second embodiment of the present invention includes, in order from the front F to the rear B, a seal tip portion 22, a sleeve cleaning portion 27, and a rod connecting portion 26. The seal tip portion 22 and the rod connecting portion 26 are the same as those in the first embodiment, and therefore their description will be omitted. The sleeve cleaning portion 27, which differs from the first embodiment, will be described in detail. The integrated structure and divided structure of the plunger 20, as well as the behavior of the plunger 20 during forward movement, are the same as those in the first embodiment, and therefore their description will be omitted. The retraction movement of the plunger 20 will be described in detail.
プランジャ20の後退動作時において、スリーブ清掃部27は、射出スリーブ12内に堆積した溶湯残渣物を掻き取って除去する役割を担う。そのため、溶湯残渣物を掻き取るカッターの役目を持つ凸部272と、掻き取った溶湯残渣物を捕集する容器の役目を持つ凹部274は、プランジャ20の進退方向の前方Fから後方Bに向かって、並列に複数配置し凹凸形状を形成する。この凹凸状の配列によって、溶湯残渣物の掻き取りと捕集が同時に行え、効率を高めることができる。なお、凹凸の配列数は、スリーブ清掃部24の範囲内で多数の配列とすることが好ましい。 When the plunger 20 retracts, the sleeve cleaning section 27 plays a role in scraping off and removing molten metal residue that has accumulated inside the injection sleeve 12. To this end, multiple convex sections 272, which act as cutters to scrape off molten metal residue, and concave sections 274, which act as containers to collect the scraped molten metal residue, are arranged in parallel from the front F to the rear B in the direction of the plunger 20's advancement and retreat, forming an uneven shape. This uneven arrangement allows the molten metal residue to be scraped off and collected simultaneously, improving efficiency. It is preferable to have a large number of uneven arrangements within the range of the sleeve cleaning section 24.
凸部272は、シール先端部22の外径22Rと同等とし、シール先端部22からロッド連結部26に向かって、連続した螺旋状の突起形状とする。なお、凸部272の長さ272Lと角部272Fと角部272Bは、第1実施形態と同じとすることが好ましい。 The protrusion 272 has the same outer diameter 22R as the seal tip 22 and has a continuous spiral protrusion shape extending from the seal tip 22 toward the rod connecting portion 26. It is preferable that the length 272L and the corners 272F and 272B of the protrusion 272 be the same as in the first embodiment.
凹部274は、掻き取った溶湯残渣物を捕集するために、凸部272より窪んだ形状とし、凸部272と並列に配置する連続した螺旋状の溝形状とする。この凹部274の溝形状の溝深さと長さ274Lは、掻き取った溶湯残渣物を捕集する容器の大きさを示し、第1実施形態と同じとすることが好ましい。また、凸部274と凹部274は、第1実施形態と同様にプランジャ20に固定される。 The recess 274 is recessed more than the protrusion 272 in order to collect the scraped molten metal residue, and has a continuous spiral groove shape arranged in parallel with the protrusion 272. The groove depth and length 274L of the groove shape of this recess 274 indicate the size of the container that will collect the scraped molten metal residue, and are preferably the same as in the first embodiment. Furthermore, the protrusion 274 and recess 274 are fixed to the plunger 20, as in the first embodiment.
ここで、第2実施形態においては、プランジャ20は回転動作を伴いながら後退動作することを特徴とする。つまり、凸部272の後退動作と回転動作の2つの動作により、溶湯残渣物の掻き取り効率は相乗的に倍増し、射出スリーブ12内の溶湯残渣物を完全に除去でき、射出スリーブ12内をさらに綺麗とすることができる。また、凹部274は、凸部272と並列するシール先端部22からロッド連結部26に向けて螺旋状の連続した溝形状であることにより、掻き取った溶湯残渣物によって凹部274が埋まることなく、連続的にプランジャ20の後方Bの方向の射出スリーブ12から外に排出することができ、射出スリーブ12内は完璧に綺麗とすることができる。つまり、プランジャ20の回転動作の回転方向と凹部274の螺旋方向を同じとし、前方Fから後方Bに向かって流れる方向とする。これにより、例えば掻き取った溶湯残渣物が凹部274内に詰まって偏芯し、プランジャの後退動作や回転動作の際に、プランジャ20の動作の挙動が暴れて、射出スリーブ12やプランジャ20を損傷するということを未然に防ぐことができる。 In the second embodiment, the plunger 20 retracts while rotating. This dual action—the retraction and rotation of the convex portion 272—synthetically doubles the scraping efficiency of molten metal residue, completely removing the molten metal residue from the injection sleeve 12 and further cleaning the interior of the injection sleeve 12. Furthermore, the concave portion 274 has a continuous spiral groove shape extending from the seal tip portion 22, which is parallel to the convex portion 272, toward the rod connecting portion 26. This prevents the scraped molten metal residue from filling the concave portion 274 and allows it to be continuously discharged from the injection sleeve 12 toward the rear B of the plunger 20, completely cleaning the interior of the injection sleeve 12. This means that the rotational direction of the plunger 20 and the spiral direction of the concave portion 274 are the same, flowing from the front F toward the rear B. This prevents, for example, scraped-off molten metal residue from clogging the recess 274 and causing it to become eccentric, which can cause the plunger 20 to move uncontrollably when retracting or rotating, thereby damaging the injection sleeve 12 and plunger 20.
[第3実施形態のプランジャ]
次に、本発明の第3実施形態に係るプランジャついて、図5を用いて説明する。図5はプランジャ20の拡大図である。本発明の第3実施形態に好適な射出装置10のプランジャ20は、図5に示すように、前方Fから後方Bに向かって順に、シール先端部22と、スリーブ清掃部28と、ロッド連結部26とを備える。第1実施形態及び第2実施形態と異なる、スリーブ清掃部28について説明する。また、第2実施形態と同様に、第3実施形態もプランジャ20は回転動作を伴いながら後退動作することを特徴とする。
[Plunger of the Third Embodiment]
Next, a plunger according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is an enlarged view of the plunger 20. As shown in FIG. 5, the plunger 20 of the injection device 10 suitable for the third embodiment of the present invention includes, in order from the front F to the rear B, a seal tip portion 22, a sleeve cleaning portion 28, and a rod connecting portion 26. The sleeve cleaning portion 28, which differs from the first and second embodiments, will now be described. As with the second embodiment, the third embodiment is also characterized by the fact that the plunger 20 moves backward while rotating.
第3実施形態におけるスリーブ清掃部28は、射出スリーブ12内に堆積した溶湯残渣物を掻き取って除去する役割をさらに強化したものである。そのため、溶湯残渣物を掻き取るカッターの役目を持つ凸部282の配置数を最大限に増やした構成とする。シール先端部22及びロッド連結部26より窪んだ、連続した平面形状の凹部284に対して、シール先端部22の外径22Rと同等の非連続の突起形状の凸部282が、規則的あるいは不規則的に複数配置する。凸部282の大きさ(長さ282Lと幅282S)と配置(間隔284Lと間隔284S)は、スリーブ清掃部28に用いる鋼材の強度を考慮して、スリーブ清掃部28の範囲内で最大数の配置数が得られるように設定すると良い。 The sleeve cleaning section 28 in the third embodiment further enhances its role of scraping off and removing molten metal residue accumulated within the injection sleeve 12. To this end, the configuration maximizes the number of protrusions 282, which act as cutters to scrape off molten metal residue. Multiple discontinuous protrusions 282, each with a diameter equal to the outer diameter 22R of the seal tip section 22, are regularly or irregularly arranged relative to a continuous, flat recess 284 recessed from the seal tip section 22 and the rod connecting section 26. The size (length 282L and width 282S) and arrangement (spacing 284L and spacing 284S) of the protrusions 282 should be set to maximize the number of arrangements within the range of the sleeve cleaning section 28, taking into account the strength of the steel used in the sleeve cleaning section 28.
第3実施形態においては、プランジャ20の前進動作、後退動作、回転運動の全ての動作において、射出スリーブ12内の溶湯残渣物の掻き取り効率が最大となり、非常に綺麗な状態の射出スリーブ12を確保でき、溶湯残渣物の混入を完全に阻止できる。ここで、図5に示す凸部282は、プランジャ20の進退方向及び回転方向に対して等間隔に整列した配置としたが、これに限定されることなく、例えば、凸部282をランダムに配置しても良く、前後左右の凸部282の一部が重なるように配置しても良い。また、凸部282を螺旋状に複数配置して、プランジャ20の回転動作を利用して、掻き取った溶湯残渣物をプランジャ20の後方B側に排出するようにしても良い。また、溶湯残渣物の掻き取り効率を高める狙いで、凸部282はR面加工を施さないことが好ましい。四角形状としたが、円柱形状であっても多角形上であっても良い。 In the third embodiment, the efficiency of scraping molten metal residue from the injection sleeve 12 is maximized during all of the plunger 20's forward, backward, and rotational movements, ensuring a very clean injection sleeve 12 and completely preventing the intrusion of molten metal residue. Here, the convex portions 282 shown in FIG. 5 are aligned at equal intervals in the forward/backward and rotational directions of the plunger 20. However, this is not limited to this. For example, the convex portions 282 may be randomly arranged, or may be arranged so that the front, rear, left, and right convex portions 282 partially overlap. Furthermore, multiple convex portions 282 may be arranged in a spiral, and the rotation of the plunger 20 may be used to discharge the scraped molten metal residue to the rear B side of the plunger 20. Furthermore, in order to increase the efficiency of scraping molten metal residue, it is preferable that the convex portions 282 not be rounded. While the convex portions 282 are rectangular, they may also be cylindrical or polygonal.
[第2及び3実施形態のプランジャを用いた鋳造成形]
次に、本発明の第2及び3実施形態に係るプランジャを用いた鋳造成形ついて、図6を用いて説明する。なお、第1実施形態の鋳造成形と重複する箇所は説明を割愛し、第2及び第3実施例の特徴を示す箇所について詳細に説明する。
[Casting using the plungers of the second and third embodiments]
Next, casting using plungers according to second and third embodiments of the present invention will be described with reference to Fig. 6. Explanations of parts that overlap with the casting of the first embodiment will be omitted, and only parts that show the characteristics of the second and third embodiments will be described in detail.
プランジャ20は、待機位置BEから射出完了位置FEに向けて前進動作し、金型キャビティ6内へ溶湯の射出充填が行われ、射出完了位置FEで射出充填を終える。保圧工程と冷却工程を終えると、型開して鋳造品を取出し、次ショットの成形準備に進む。
同時に、プランジャ20は、射出完了位置FEから待機位置BEに向けて、射出制御部40の設定値に基づいて後退動作する。待機位置BEにプランジャ20が到達すると後退動作を停止させ、例えば図示しないエアブロー清掃装置等から清掃用エアブローを噴射して、あるいは、回転ブラシ等の清掃治具を用いて、プランジャ20の清掃を行う。凸部282で射出スリーブ12から掻き取り、凹部284に捕集した溶湯残渣物を取り除く清掃工程である。溶湯残渣物の清掃を終えると清掃行程を終え、射出スリーブ12内に溶湯を供給する等の次ショットの準備工程に進む。
The plunger 20 moves forward from the standby position BE toward the injection completion position FE, where the molten metal is injected and filled into the mold cavity 6. After the pressure holding and cooling steps are completed, the mold is opened, the casting is removed, and preparations for molding the next shot begin.
At the same time, the plunger 20 moves backward from the injection completion position FE toward the standby position BE based on the setting value of the injection control unit 40. When the plunger 20 reaches the standby position BE, the backward movement is stopped, and the plunger 20 is cleaned, for example, by spraying cleaning air from an air blow cleaning device (not shown) or by using a cleaning tool such as a rotating brush. This is a cleaning process in which the molten metal residue scraped off from the injection sleeve 12 by the convex portion 282 and collected in the concave portion 284 is removed. Once the molten metal residue has been cleaned, the cleaning process ends, and the process proceeds to a preparation process for the next shot, such as supplying molten metal into the injection sleeve 12.
ここで、鋳造成形工程のプランジャ20の前進動作は、第1実施形態の鋳造成形と同様に直進動作とし、第1実施形態と同様な改善効果を示す。
なお、第2及び第3実施形態の鋳造成形において、プランジャ20は、射出完了位置FEから待機位置BEに向けて、回転動作を伴いながら後退動作することを特徴とする。つまり、プランジャ20の後退動作と回転動作の2つの動作により、溶湯残渣物の掻き取り効率は相乗的に倍増し、射出スリーブ12内の溶湯残渣物を完全に除去することができ、溶湯残渣物の混入を完全に予防することを可能とする。
Here, the forward movement of the plunger 20 in the casting process is a straight movement, similar to the casting of the first embodiment, and the same improvement effect as in the first embodiment is obtained.
In the casting processes of the second and third embodiments, the plunger 20 is characterized by retracting while rotating from the injection completion position FE toward the standby position BE. In other words, the retraction and rotation of the plunger 20 synergistically double the efficiency of scraping off molten metal residue, enabling complete removal of molten metal residue from the injection sleeve 12 and complete prevention of molten metal residue contamination.
また、第2実施形態のプランジャ20においては、螺旋状の凹部274と回転動作の組合せにより、プランジャ20の後方Bの射出スリーブ12から外に、掻き取った溶湯残渣物を効率よく排出でき、溶湯残渣物の詰りによるトラブルを未然に防ぐことを可能とする。なお、螺旋状の凹部274の傾斜方向は、回転動作の回転方向によってプランジャ20の後方B方向に溶湯残渣物が輸送できるように設定する。
また、第3実施形態のプランジャ20においては、多数の凸部282が回転ブラシのように回転して、溶湯残渣物の掻き取り効率を大幅にアップさせることとなり、射出スリーブ12内は溶湯残渣物が残存しない綺麗な状態を得ることができ、高品質な鋳造品の安定生産を可能とする。
Furthermore, in the plunger 20 of the second embodiment, the combination of the spiral recess 274 and the rotational movement allows the scraped molten metal residue to be efficiently discharged out of the injection sleeve 12 at the rear B of the plunger 20, making it possible to prevent problems caused by clogging of the molten metal residue. The inclination direction of the spiral recess 274 is set so that the molten metal residue can be transported in the direction of the rear B of the plunger 20 depending on the direction of rotation of the rotational movement.
Furthermore, in the plunger 20 of the third embodiment, the numerous protrusions 282 rotate like rotating brushes, greatly increasing the efficiency of scraping off molten metal residue, thereby achieving a clean state in which no molten metal residue remains inside the injection sleeve 12, enabling the stable production of high-quality castings.
プランジャ20が待機位置BEに到達後は、後退動作は停止するが、回転動作は継続される。プランジャ20の後退動作停止で起動するタイマの経過時間が、予め設定した回転時間TBに到達すると、プランジャ20の回転動作は停止し、次ショットの成形準備に進む。なお、プランジャ20の回転動作中は、エアブロー等の清掃工程を継続することが好ましい。また、プランジャ20の回転動作は、図示しない回転駆動装置等で行う。例えば、プランジャ20の前後進動作を行う射出駆動部に、直動動作と回転動作の両方が可能な一般に販売されている複合式の油圧シリンダを用いても良い。また、直動動作は一般的な油圧シリンダ等を用いて、クラッチ等で伝達切替して、回転動作は電動モータと回転ネジ機構を組み合わせた回転駆動装置を用いても良い。 After the plunger 20 reaches the standby position BE, its retraction stops, but its rotation continues. When the elapsed time of the timer, which is started when the plunger 20 stops retracting, reaches the preset rotation time TB, the rotation of the plunger 20 stops and preparations for molding the next shot begin. It is preferable to continue a cleaning process, such as air blowing, while the plunger 20 is rotating. The rotation of the plunger 20 is performed by a rotary drive device (not shown). For example, the injection drive unit that moves the plunger 20 forward and backward may use a commercially available combined hydraulic cylinder capable of both linear and rotary motion. Alternatively, the linear motion may be performed using a general hydraulic cylinder, with transmission switching via a clutch, while the rotational motion may be performed using a rotary drive device that combines an electric motor and a rotary screw mechanism.
このように、第2及び第3実施形態の鋳造成形においても、第1実施形態の鋳造成形と同様に、鋳造成形を中断することなく、成形工程の中で射出スリーブ12を綺麗に清掃することができ、鋳造不良の無い高品質な鋳造品の安定生産を実現する。
なお、上述の説明は、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態に係るプランジャのスリーブ清掃部を、それぞれ単独で用いるとしたが、これに限定されることなく、例えば、第1実施形態と第2実施形態を組み合わせたスリーブ清掃部としてもよく、3つの実施形態を配置したスリーブ清掃部としても良く、使用する溶湯の種類や鋳造成形の内容等によって適宜選択されるものとする。この場合においても、高品質な鋳造品を得ることは可能である。
In this way, in the casting molding of the second and third embodiments, as in the casting molding of the first embodiment, the injection sleeve 12 can be cleaned thoroughly during the molding process without interrupting the casting molding, thereby realizing the stable production of high-quality castings without casting defects.
In the above description, the sleeve cleaning units of the plungers according to the first, second, and third embodiments are used independently, but the present invention is not limited to this, and may be, for example, a sleeve cleaning unit that combines the first and second embodiments, or a sleeve cleaning unit that combines the three embodiments, and may be selected appropriately depending on the type of molten metal used, the details of the casting, etc. In this case, it is also possible to obtain a high-quality casting.
[変形例]
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に記載された範囲には限定されない。上記の実施形態には多様な変更または改良を加えることが可能である。
[Variations]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above-described embodiments. Various modifications and improvements can be made to the above-described embodiments.
上述した実施形態では、アルミニウム合金等の溶湯を金型キャビティ14内に射出充填する、横型のダイカストマシンをベースとした射出装置に適用するものと説明したが、これに限定されず、例えば、竪型の低圧鋳造機をベースとした射出装置や、半凝固状態の金属合金を加圧して射出充填する半凝固鋳造機をベースとした射出装置に適用するとしても良い。また、射出スリーブや金型キャビティを真空吸引する真空鋳造装置の射出装置に適用するとしても良い。 In the above-described embodiment, the invention is described as being applied to an injection device based on a horizontal die-casting machine that injects and fills molten metal such as an aluminum alloy into a mold cavity 14. However, this is not limited to this. For example, the invention may be applied to an injection device based on a vertical low-pressure casting machine, or an injection device based on a semi-solid casting machine that pressurizes and injects a semi-solid metal alloy into the mold cavity. It may also be applied to an injection device of a vacuum casting machine that applies vacuum to the injection sleeve or mold cavity.
100 ダイカストマシン
2 固定金型
4 可動金型
6 金型キャビティ
10 射出装置
12 射出スリーブ
14 プランジャロッド
16 注湯口
20 プランジャ
22 シール先端部
24、27、28 スリーブ清掃部
26 ロッド連結部
30 射出駆動部
40 射出制御部
100 Die-casting machine 2 Fixed mold 4 Movable mold 6 Mold cavity 10 Injection device 12 Injection sleeve 14 Plunger rod 16 Pouring port 20 Plunger 22 Seal tip portion 24, 27, 28 Sleeve cleaning portion 26 Rod connecting portion 30 Injection driving portion 40 Injection control portion
Claims (4)
前記プランジャは、前記溶湯の漏れをシールするシール先端部と、複数の凸部と複数の凹部が混在し前記射出スリーブ内を清掃するスリーブ清掃部と、プランジャロッドを連結するロッド連結部と、前記プランジャロッドに連結され前記プランジャの進退方向に沿った前後進動作を行う射出駆動部と、を備え、
前記凸部の外径は、前記シール先端部の外径と同一であり、
前記凸部と前記凹部は、連続した環状の突起形状と、連続した環状の溝形状であり、前記突起形状と前記溝形状が、前記進退方向において交互に並ぶように並列に複数配置されていることを特徴とするダイカストマシンの射出装置。 An injection device of a die casting machine supplies molten metal into an injection sleeve and injects the molten metal into a mold cavity using a plunger that moves back and forth,
the plunger comprises a seal tip portion that seals against leakage of the molten metal, a sleeve cleaning portion that has a mixture of a plurality of convex portions and a plurality of concave portions and that cleans the inside of the injection sleeve, a rod connecting portion that connects a plunger rod, and an injection drive portion that is connected to the plunger rod and performs a forward and backward movement along the forward and backward direction of the plunger ,
The outer diameter of the protrusion is the same as the outer diameter of the seal tip portion,
The convex portion and the concave portion are a continuous annular protrusion shape and a continuous annular groove shape, and the protrusion shapes and the groove shapes are arranged in parallel in multiple numbers so as to be alternately aligned in the forward/backward direction .
4. The injection device of a die casting machine according to claim 1 , wherein the injection drive unit further applies a rotational motion to the retraction motion of the plunger.
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