專(zhuān)利名稱(chēng)：鑄造用金屬模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成形出鑄件制品的鑄造用金屬模。詳細(xì)地說(shuō)，涉及開(kāi)模容易，并且能夠在所希望的位置形成所希望的數(shù)量的澆口的鑄造用金屬模。
背景技術(shù)：
鑄造是一種在具有制品形狀的型腔(成形空間)的鑄模(金屬模、砂模等)中填充金屬熔液，使其金屬熔液冷卻·固化而獲得制品的成形方法，能夠在一個(gè)工序中制造出復(fù)雜形狀的制品，所以用于例如氣缸體、橫梁、車(chē)輪等汽車(chē)用零部件的制造。
而且，近年來(lái)，一直進(jìn)行利用具有多個(gè)澆口的鑄造用金屬模(以下僅稱(chēng)為金屬模)的鑄造(特開(kāi)平5-269563號(hào)公報(bào)等)。由于這種鑄造用金屬模從多個(gè)澆口向金屬模內(nèi)注入金屬熔液，具有金屬熔液在金屬模內(nèi)流動(dòng)的距離短，金屬熔液的溫度降低小的特征，并且具有熔液在金屬模內(nèi)流動(dòng)性良好，鑄造缺陷少，能夠?qū)?yīng)于薄壁制品的優(yōu)點(diǎn)。
另一方面，具有多個(gè)澆口的鑄造用金屬模具有金屬熔液暴露在外部空氣中的部分多，該部分容易氧化的缺點(diǎn)。因此，多采用使?jié)部陂_(kāi)口在型腔的外周上，通過(guò)內(nèi)澆道連通型腔和澆口的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)在澆口處使用金屬網(wǎng)等，氧化膜保持于在后面的工序中被切除的澆口部上，所以與將澆口直接開(kāi)口在型腔上的結(jié)構(gòu)相比氧化膜不易殘留在制品表面上。
另外，在鑄造中，多采用由多個(gè)模具構(gòu)成的分割結(jié)構(gòu)的鑄造用金屬模，在將各個(gè)模具組合的狀態(tài)下進(jìn)行鑄造。若采用這種結(jié)構(gòu)，則在鑄造后可將這些模具分開(kāi)而進(jìn)行開(kāi)模，制品的取出容易。
例如，在采用金屬模鑄造成形出汽車(chē)用的車(chē)輪的情況下，其金屬模通常是分成具有澆口的下模和與其合模的上模以及邊模，考慮到加工的容易性，在下模和邊模的分模面(以下將分模面也稱(chēng)為PL(分模線，parting line)面)上形成作為連通型腔和澆口的金屬熔液流路的內(nèi)澆道。
以往，作為內(nèi)澆道的結(jié)構(gòu)，采用刻入下模和邊模，在下模和邊膜上分別形成接通澆口和型腔的凹部的結(jié)構(gòu)。這是由于為了使金屬模能夠容易不干擾制品地滑動(dòng)的緣故。
例如，圖3中示出了在制作圖4(立體圖)以及圖5(剖視圖)中所示的車(chē)輪41的情況下使用的金屬模的一例。車(chē)輪41具有薄壁的輪緣(外輪緣43和內(nèi)輪緣42)以及壁較厚的輪輻44。成形出這種輪子的圖3中所示的鑄造用金屬模111包括具有澆口118的下模103，與下模103合模、進(jìn)而(在未圖示的垂直方向的分模面上)分成兩個(gè)的邊模102，以及與下模103和邊模102合模的上模101，能夠通過(guò)使邊模102朝向金屬模外側(cè)滑動(dòng)而進(jìn)行開(kāi)模。
在鑄造用金屬模111上要與由流道117、澆口118、內(nèi)澆道119構(gòu)成的澆鑄系統(tǒng)107相配合地設(shè)置分割的邊模102彼此的PL面。這是由于，雖然凝固時(shí)形成金屬熔液從型腔向內(nèi)澆道119突出的冒口部，但通過(guò)這樣設(shè)置使該冒口部不會(huì)與邊模102咬合而妨礙邊模102的滑動(dòng)。
為了使在內(nèi)澆道119上凝固的金屬熔液不妨礙邊模102的移動(dòng)，例如可考慮增加邊模102的分割數(shù)，或者使?jié)茶T系統(tǒng)107在邊模102的移動(dòng)方向上取向，但均使金屬模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而是不理想的。
由于這種情況，在以往結(jié)構(gòu)的鑄造用金屬模中澆鑄系統(tǒng)的形成位置和數(shù)量受到限制。本來(lái)，考慮到熔液的流動(dòng)性而希望與制品形狀相對(duì)應(yīng)地在所希望的位置上形成所希望的數(shù)量的澆鑄系統(tǒng)，但由于這是不可能的，所以金屬模設(shè)計(jì)的自由度降低，結(jié)構(gòu)受到限制，在這一點(diǎn)上以往結(jié)構(gòu)的金屬模存在問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供開(kāi)模容易，并且能夠在所希望的位置上形成所希望的數(shù)量的澆鑄系統(tǒng)。
經(jīng)過(guò)銳意探討的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在分割結(jié)構(gòu)的鑄造用金屬模中，通過(guò)由形成在下模上的凹部和邊模的沒(méi)有凹凸的平面部構(gòu)成內(nèi)澆道可達(dá)到上述目的，從而完成了本發(fā)明。
即，根據(jù)本發(fā)明，提供一種鑄造用金屬模，包括具有至少一個(gè)澆口的下模，與下模合模而形成型腔的上模，與下模以及上模合模而形成型腔、至少分割成兩個(gè)的邊模，其特征是，連通型腔和澆口的內(nèi)澆道是其上表面由邊模的平面部構(gòu)成，其他的表面由下模的凹部構(gòu)成，避開(kāi)了至少分割成兩個(gè)的邊模彼此的分模面。
在本發(fā)明中，邊模的平面部?jī)?yōu)選地是從型腔的中心一側(cè)朝向金屬模的外部一側(cè)稍稍向下方傾斜。另外，邊模的平面部?jī)?yōu)選地是包圍型腔外周地連續(xù)形成。而且，邊模的平面部?jī)?yōu)選地是由分割嵌套形成。


圖1(a)、圖1(b)為表示本發(fā)明的鑄造用金屬模的一實(shí)施方式的說(shuō)明圖，圖1(a)為示意俯視圖，圖1(b)為圖1(a)中A-A’向示意剖視圖，圖1(c)為圖1(a)中B-B’向示意剖視圖。
圖2為說(shuō)明本發(fā)明的鑄造用金屬模的一實(shí)施方式的說(shuō)明圖，是作為成形對(duì)象的鑄件為車(chē)輪時(shí)的剖視圖。
圖3為表示以往的鑄造用金屬模的一例的圖，是作為成形對(duì)象的鑄件為車(chē)輪時(shí)的剖視圖。
圖4為表示由鑄造用金屬模成形出的鑄件的一例的圖，是車(chē)輪的立體圖。
圖5為圖4中所示的車(chē)輪的C-C’向剖視圖。
圖6為表示本發(fā)明的鑄造用金屬模的其他實(shí)施方式的說(shuō)明圖，是作為成形對(duì)象的鑄件為車(chē)輪時(shí)的內(nèi)澆道部分的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)本發(fā)明的鑄造用金屬模加以詳細(xì)說(shuō)明。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，將內(nèi)澆道、澆口和流道稱(chēng)為澆鑄系統(tǒng)。金屬熔液流路表示內(nèi)澆道至流道。設(shè)置在下模上的凹部在從外側(cè)對(duì)下模進(jìn)行單獨(dú)觀察時(shí)表現(xiàn)為凹陷，該凹部作為孔而貫通下模地形成金屬熔液流路。
(1)本發(fā)明的鑄造用金屬模的特征本發(fā)明的鑄造用金屬模是由具有至少一個(gè)澆口的下模，與下模合模而形成型腔的上模，以及與下模和上模合模、形成型腔并至少分割成2個(gè)的邊模構(gòu)成的鑄造用金屬模。而且，本發(fā)明的鑄造用金屬模的特征是，連通型腔和澆口的內(nèi)澆道的上表面由邊模的平面部構(gòu)成，上表面以外的其他表面由設(shè)置在下模上的凹部構(gòu)成，并且該內(nèi)澆道(即包含內(nèi)澆道的澆鑄系統(tǒng))位于避開(kāi)至少分割成2個(gè)的邊模彼此的分模面的位置。
換句話說(shuō)，本發(fā)明的鑄造用金屬模是通過(guò)由邊模的沒(méi)有凹凸的表面封閉下模的凹部上側(cè)而形成內(nèi)澆道的，具有內(nèi)澆道以下模和邊模的PL面為基準(zhǔn)而僅刻在下模一側(cè)上的結(jié)構(gòu)。這樣一來(lái)，從型腔突出并凝固的金屬熔液(冒口部)不會(huì)與邊模咬合，邊模的滑塊不會(huì)受到妨礙，所以開(kāi)模容易。
另外，由于從型腔突出而凝固的金屬熔液不會(huì)與邊模咬合，所以不必一定要使?jié)茶T系統(tǒng)與邊模彼此的PL面相配合。即，澆口的形成位置和數(shù)量沒(méi)有限制，能夠與制品形狀相對(duì)應(yīng)地在所希望的位置上形成所希望的數(shù)量的澆口。本發(fā)明的鑄造用金屬模在金屬模設(shè)計(jì)的自由度高，其結(jié)構(gòu)沒(méi)有限定。
另外，由于可通過(guò)由下模和邊模形成內(nèi)澆道，僅在下模上形成凹部，邊模是以沒(méi)有凹凸的平面部構(gòu)成內(nèi)澆道的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而獲得上述效果，所以無(wú)需增加金屬模的分割等使鑄造用金屬模為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
(2)本發(fā)明的鑄造用金屬模的結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D1(a)～(c)對(duì)本發(fā)明的鑄造用金屬模加以說(shuō)明。另外，本發(fā)明如上所述，是一種由具有至少一個(gè)澆口的下模，與下模合模而形成型腔的上模以及與下模和上模合模而形成型腔的至少分割成2個(gè)的邊模構(gòu)成的鑄造用金屬模，既不是限定在用于獲得車(chē)輪作為鑄件的情況下的金屬模，也不是限定在以下的實(shí)施方式中的金屬模。
鑄造用金屬模是由SKD61或延性鑄鐵構(gòu)成的具有制品形狀的型腔的金屬模。例如，圖1(a)～圖1(c)中所示的鑄造用金屬模1具有穹頂狀的型腔。
鑄造用金屬模1是分割結(jié)構(gòu)的金屬模，包括具有開(kāi)口在型腔(成形體部8a成形空間)的外周的四個(gè)澆口5的下模6，與下模6合模、同時(shí)分割成2個(gè)的邊模2a、2b，以及與下模6和邊模2a、2b合模的上模7這至少三種模具。但是，在本發(fā)明中，上模、下模、邊模各模具的分割數(shù)并不受到限制，也可以是各模具均存在兩個(gè)以上。另外，這些模具還可以是包含嵌套的結(jié)構(gòu)。
①下模本發(fā)明中所說(shuō)的下模是在連接在供料機(jī)(將金屬熔液向鑄造用金屬模供應(yīng)的管狀部件)上的狀態(tài)下被固定，具有將從供料機(jī)供應(yīng)的金屬熔液注入鑄造用金屬模內(nèi)的澆鑄系統(tǒng)的分割模。
為了通過(guò)金屬熔液在鑄造用金屬模內(nèi)的流動(dòng)性，減少鑄造缺陷，使其能夠與薄壁制品相對(duì)應(yīng)，下模優(yōu)選地具有多個(gè)澆口。在圖1(a)中所示的下模6中，具有相對(duì)于型腔的中心以90°的間隔配置的四個(gè)澆口5。
另外，為了防止氧化膜殘留在制品表面上，下模不是將上述多個(gè)澆口直接開(kāi)口在型腔內(nèi)，而是開(kāi)口在型腔的外周上。圖1(a)中所示的下模6使四個(gè)澆口5開(kāi)口在比構(gòu)成穹頂狀型腔的底面的圓更靠外的外周上。
在下模上形成有接通澆口和型腔的凹部。該凹部是成為連通澆口和型腔的內(nèi)澆道的部分，在開(kāi)模的狀態(tài)下上方是開(kāi)口的，但當(dāng)閉模時(shí)，上方由邊模的沒(méi)有凹凸的平面部封閉，形成內(nèi)澆道。雖然對(duì)下模上具備的凹部的形狀沒(méi)有特別的限定，但通常形成槽狀。
②邊模本發(fā)明中所說(shuō)的邊模是合模在下模和上模上的模具，至少分割成兩個(gè)，通過(guò)滑動(dòng)而開(kāi)?！ら]模。另外，「合?！贡硎緝蓚€(gè)以上的模具經(jīng)由PL面而抵接。
邊模必須是將與下模的PL面抵接的部分作成為沒(méi)有凹凸的平面部的結(jié)構(gòu)。該平面部起到封閉下模的上方的蓋體的作用，構(gòu)成連通澆口和型腔的內(nèi)澆道的一部分。這種結(jié)構(gòu)由于是內(nèi)澆道以下模和邊模的PL面作為基準(zhǔn)刻在邊模一側(cè)上，所以能夠防止從型腔突出而凝固的金屬熔液(冒口部8b)與邊模咬合的事態(tài)。
為了獲得上述效果，雖然至少相當(dāng)于下模的凹部上方的部分由邊模的沒(méi)有凹凸的平面部構(gòu)成即可，但該邊模的平面部?jī)?yōu)選地是包圍型腔的外周地連續(xù)形成。這樣一來(lái)，不必增加邊模的分割等使鑄造用金屬模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)獲得本發(fā)明的效果。
又，優(yōu)選地，邊模的平面部從型腔的中心側(cè)朝金屬模的外部側(cè)稍稍向下方傾斜，邊模的平面部包圍型腔的外周地連續(xù)形成。這是為了能夠更加平滑地進(jìn)行開(kāi)?！ら]模。
另外，優(yōu)選地是由分割嵌套形成邊模的平面部，這是由于雖然邊模的平面部成為構(gòu)成要素的內(nèi)澆道通常是橫截面積較小，但通過(guò)設(shè)置嵌套，使熱傳導(dǎo)變緩而不易散熱，能夠使內(nèi)澆道最后固化，從而凝固收縮時(shí)的金屬熔液補(bǔ)充性得以提高的緣故。
本發(fā)明的鑄造用金屬模對(duì)于上述結(jié)構(gòu)之外的條件沒(méi)有特別的限制，能夠采用所希望的結(jié)構(gòu)。例如，可根據(jù)需要，形成用于確保制品的完整性的冒口或氣眼等。
本發(fā)明的鑄造用金屬模能夠以組裝在以往公知的各種鑄造裝置中的形式使用。鑄造裝置的種類(lèi)沒(méi)有特別限定，例如能夠以組裝在低壓鑄造裝置中的形式使用。
(實(shí)施例)以下，以鑄造圖4、圖5中所示的車(chē)輪41的鑄造用金屬模為例，參照?qǐng)D2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。當(dāng)然，本發(fā)明并不僅限于圖示的方式。
圖2中所示的鑄造用金屬模11是低壓鑄造方法中采用的具備多個(gè)澆鑄系統(tǒng)的鑄造用金屬模，鑄造用金屬模11連接在作為金屬熔液從未圖示的保持爐被推入金屬模時(shí)的流路的供料機(jī)25上。鑄造用金屬模11由形成作為成形空間的型腔24的上模21，邊模22，以及下模23構(gòu)成，用于由厚壁的輪輻44和薄壁的輪緣(內(nèi)輪緣42以及外輪緣43)構(gòu)成的車(chē)輪41的鑄造。型腔24由成形出厚壁的輪輻44的型腔12和成形出薄壁的輪緣的型腔13構(gòu)成。
形成型腔12的面由上模21和下模23構(gòu)成，另外，形成型腔13的面由上模21和邊模22構(gòu)成。而且，雖然圖中未示出，但邊模22設(shè)置成包圍型腔13，在垂直(縱)方向上分割成兩個(gè)。
鑄造用金屬模11具備澆鑄系統(tǒng)27、28，所述澆鑄系統(tǒng)27、28由向型腔24供應(yīng)金屬熔液的澆口18，從供料機(jī)25到澆口18之間的作為金屬熔液流路的流道17，從澆口18到型腔24之間的內(nèi)澆道19構(gòu)成。澆鑄系統(tǒng)27連接在成形出輪緣的型腔13上，在此，本發(fā)明的特征被具體化。另一個(gè)澆鑄系統(tǒng)28連接在型腔24中成形出輪輻的型腔12上。
圖4、圖5中所示的成形出車(chē)輛用車(chē)輪41的鑄造用金屬模11的情況下，雖然圖中未示出，但澆鑄系統(tǒng)27設(shè)置多個(gè)系統(tǒng)，以等間隔連接在成形出輪緣的圓筒狀型腔13的圓周上，在型腔13中，優(yōu)選地設(shè)置與輪緣44的數(shù)量相同的五處的澆鑄系統(tǒng)，以使在相當(dāng)于輪輻44與外輪緣42連接的部分的部位具備澆口18。在填充金屬熔液時(shí)，金屬熔液的移動(dòng)距離比中心澆口方式的金屬模短，填充更加容易進(jìn)行，不易發(fā)生充模不足，同時(shí)熔液填充所需的時(shí)間縮短，整個(gè)鑄造工序所需的時(shí)間也縮短，能夠?qū)崿F(xiàn)鑄件制品生產(chǎn)的生產(chǎn)能力提高。
如上所述，在兩個(gè)澆鑄系統(tǒng)27、28中，澆鑄系統(tǒng)27中發(fā)現(xiàn)了本發(fā)明的特征。以下，對(duì)澆鑄系統(tǒng)27加以說(shuō)明。
在澆鑄系統(tǒng)27中，流道17形成在下模23內(nèi)，與其連續(xù)的內(nèi)澆道19由下模23的凹部33和邊模22的平面部32形成。凹部33在開(kāi)模的狀態(tài)下是上方開(kāi)口的，但當(dāng)閉模時(shí)，上方由邊模22的沒(méi)有凹凸的平面部32封閉而形成內(nèi)澆道19。
邊模22的平面部32起到封閉下模23的上方的蓋體的作用，構(gòu)成連通澆口18和型腔24(型腔13)的內(nèi)澆道19的一部分。而且，從型腔24(型腔13)一側(cè)朝向金屬模外部一側(cè)稍稍向下方傾斜。另外，如上述那樣，澆鑄系統(tǒng)27等間隔地以連接在成形出輪緣的圓筒狀型腔13的圓周上的方式設(shè)置多個(gè)系統(tǒng)，與之對(duì)應(yīng)，邊模22的平面部32包圍型腔13的外周地連續(xù)形成。
通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)澆道19以下模23和邊模22的PL面為基準(zhǔn)刻在邊模22一側(cè)上，所以從型腔13突出并凝固的金屬熔液(冒口部)不會(huì)與要開(kāi)模的邊模22咬合，而且下模23與邊模22不易磨擦，從而能夠順利地開(kāi)模。
接著，對(duì)在構(gòu)成內(nèi)澆道的面上設(shè)置分割嵌套的情況加以說(shuō)明。
圖6為放大表示除了設(shè)置分割嵌套之外與圖2中所示的鑄造用金屬模11相同的金屬模的內(nèi)澆道附近的剖面的圖。連接型腔13和澆口18的內(nèi)澆道19由下模23的凹部33和稍稍傾斜的邊模22的平面部32形成，如圖所示，在邊模22的內(nèi)部夾著空隙部35地組裝有分割嵌套34。而且，平面部32由該分割嵌套34構(gòu)成。另外，空隙部35既可以原封不動(dòng)地作為(空氣填充)空間，也可以填充隔熱材料。
內(nèi)澆道19是向型腔24注入金屬熔液的部分，雖然截面積減小，但通過(guò)設(shè)置分割嵌套34，不易從在內(nèi)澆道19中移動(dòng)的金屬熔液散熱，能夠延遲內(nèi)澆道19中的固化，所以向型腔24的凝固收縮時(shí)的金屬熔液補(bǔ)充性得以提高。其結(jié)果，不易產(chǎn)生縮孔等鑄造缺陷，能夠防止車(chē)輪的機(jī)械性質(zhì)降低。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的鑄造用金屬模由于是由形成在下模上的凹部和邊模的沒(méi)有凹凸的平面部構(gòu)成內(nèi)澆道，所以開(kāi)模容易，并且能夠在所希望的位置上形成所希望的數(shù)量的澆口。
權(quán)利要求
1.一種鑄造用金屬模，包括具有至少一個(gè)澆口的下模，與上述下模合模而形成型腔的上模，與上述下模以及上模合模而形成型腔、至少分割成兩個(gè)的邊模，其特征是，連通上述型腔和上述澆口的內(nèi)澆道是其上表面由上述邊模的平面部構(gòu)成，其他的表面由上述下模的凹部構(gòu)成，避開(kāi)了上述至少分割成兩個(gè)的邊模彼此的分模面。
2.如權(quán)利要求1所述的鑄造用金屬模，其特征是，上述邊模的平面部從上述型腔的中心一側(cè)朝向金屬模的外部一側(cè)稍稍向下方傾斜。
3.如權(quán)利要求1所述的鑄造用金屬模，其特征是，上述邊模的平面部由分割嵌套形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑄造用金屬模(1)，包括具有四個(gè)(至少一個(gè))澆口(5)的下模(6)，與下模(6)合模而形成型腔的上模(7)，與下模(6)以及上模(7)合模而形成型腔、分割(成至少兩個(gè))的邊模(2a、2b)。鑄造用金屬模(1)的連通型腔(成形體部(8a)成形空間)和澆口(5)的內(nèi)澆道(4)的上表面由邊模(2a、2b)的平面部構(gòu)成，內(nèi)澆道(4)的其他面由下模(6)的凹部構(gòu)成，內(nèi)澆道(4)避開(kāi)了邊模(2a、2b)彼此的分模面(3)。這種鑄造用金屬模(1)開(kāi)模容易，并且能夠在所希望的位置上形成所希望的數(shù)量的澆鑄系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B22D18/04GK1671494SQ0381811
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者青木達(dá)也 申請(qǐng)人:旭技術(shù)株式會(huì)社