JP2024057212A - Mold temperature control method - Google Patents
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Abstract
【課題】サイクルタイムが可変であっても金型全体の温度を均一に保つことができる金型の温度制御方法を提供する。
【解決手段】固定型200及び可動型300は、キャビティ100a近傍を加熱するキャビティ側加熱機構20,60と、キャビティ100a近傍の温度を測定するキャビティ側温度センサー30,70と、金型100の外周部近傍を加熱する外周部側加熱機構40,80と、前記外周部近傍の温度を測定する外周部側温度センサー50,90と、をそれぞれ有し、鋳造のサイクルタイムが速い場合、キャビティ側加熱機構20,60を停止すると共に外周部側加熱機構40,80を動作させ、キャビティ100a近傍の温度が所定未満になるとキャビティ側加熱機構20,60を動作させ、鋳造のサイクルタイムが遅い場合、キャビティ側加熱機構20,60及び外周部側加熱機構40,80をいずれも動作させる、金型の温度制御方法。
【選択図】図1
A mold temperature control method is provided that can keep the temperature of the entire mold uniform even if the cycle time is variable.
[Solution] The fixed mold 200 and the movable mold 300 each have a cavity side heating mechanism 20, 60 that heats the vicinity of the cavity 100a, a cavity side temperature sensor 30, 70 that measures the temperature near the cavity 100a, an outer periphery side heating mechanism 40, 80 that heats the vicinity of the outer periphery of the mold 100, and an outer periphery side temperature sensor 50, 90 that measures the temperature near the outer periphery, and a mold temperature control method in which, when the casting cycle time is fast, the cavity side heating mechanism 20, 60 is stopped and the outer periphery side heating mechanism 40, 80 is operated, and when the temperature near the cavity 100a falls below a predetermined value, the cavity side heating mechanism 20, 60 is operated, and when the casting cycle time is slow, both the cavity side heating mechanism 20, 60 and the outer periphery side heating mechanism 40, 80 are operated.
[Selected Figure] Figure 1
Description
本開示は、金型の温度制御方法に関する。 This disclosure relates to a method for controlling the temperature of a mold.
鋳造用金型を予熱・維持する際に金型に温度分布が発生すると、金型が変形し、製造品の変形やバリが発生することがある。特許文献1には、金型の温度分布の発生を抑制するために、金型の外周部にヒーター等を設置し、金型の中央部に比較して外周部の温度が高い状態で鋳造を行う技術が開示されている。 If temperature distribution occurs in the mold when preheating and maintaining the casting mold, the mold may deform, causing deformation and burrs in the finished product. Patent Document 1 discloses a technique for suppressing temperature distribution in the mold by installing a heater or the like on the outer periphery of the mold and casting in a state where the temperature of the outer periphery is higher than that of the center of the mold.
発明者らは、金型の温度制御方法に関し、以下の課題を見出した。
少数の製造品を製造する場合、製造品の数に応じてサイクルタイムを可変とすることがある。サイクルタイムが遅い鋳造を行う場合、サイクルタイムが速い鋳造を行う場合に比較して、金型の放冷が進み、特に金型のキャビティ近傍の温度が低下しやすい。
The inventors have found the following problems regarding the mold temperature control method.
When manufacturing a small number of products, the cycle time may be variable depending on the number of products. When casting with a slow cycle time, the mold cools more quickly than when casting with a fast cycle time, and the temperature in the vicinity of the mold cavity is particularly likely to drop.
特許文献1に開示されている技術では、金型の外周部のみにヒーターを設置しているため、金型のキャビティ近傍を加熱して温度を維持することができない。そのため、特許文献1に開示されている技術をサイクルタイムが可変である場合に適用すると、サイクルタイムが遅い鋳造を行う際にキャビティ近傍の温度を保つことが難しい。 In the technology disclosed in Patent Document 1, heaters are installed only on the outer periphery of the mold, so it is not possible to heat the vicinity of the mold cavity and maintain the temperature. Therefore, if the technology disclosed in Patent Document 1 is applied to a case where the cycle time is variable, it is difficult to maintain the temperature near the cavity when casting with a slow cycle time is performed.
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、サイクルタイムが可変である場合であっても金型全体の温度を均一に保つことができる金型の温度制御方法を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in consideration of these problems, and aims to provide a mold temperature control method that can keep the temperature of the entire mold uniform even when the cycle time is variable.
上記目的を達成するための一態様は、
固定型と、前記固定型と組み合わせられてキャビティを形成する可動型と、を有し、
前記キャビティに金属溶湯を射出充填し、前記金属溶湯が凝固した後に型開きして形成品を取り出す、金型の温度制御方法であって、
前記固定型及び前記可動型は、
前記キャビティ近傍を加熱するキャビティ側加熱機構と、
前記キャビティ近傍の温度を測定するキャビティ側温度センサーと、
前記金型の外周部近傍を加熱する外周部側加熱機構と、
前記外周部近傍の温度を測定する外周部側温度センサーと、をそれぞれ有し、
鋳造のサイクルタイムが速い場合、前記キャビティ側加熱機構を停止すると共に前記外周部側加熱機構を動作させ、前記キャビティ近傍の温度が所定未満になると前記キャビティ側加熱機構を動作させ、
鋳造のサイクルタイムが遅い場合、前記キャビティ側加熱機構及び前記外周部側加熱機構をいずれも動作させる。
One aspect of the present invention to achieve the above object is to
A fixed mold and a movable mold that is combined with the fixed mold to form a cavity,
A mold temperature control method comprising: injecting and filling the cavity with molten metal; and opening the mold after the molten metal has solidified, to remove a molded product,
The fixed die and the movable die are
a cavity side heating mechanism for heating the vicinity of the cavity;
a cavity-side temperature sensor for measuring a temperature in the vicinity of the cavity;
an outer periphery side heating mechanism for heating the vicinity of the outer periphery of the mold;
and an outer periphery side temperature sensor for measuring a temperature in the vicinity of the outer periphery,
When the cycle time of casting is fast, the cavity side heating mechanism is stopped and the outer periphery side heating mechanism is operated, and when the temperature in the vicinity of the cavity becomes lower than a predetermined value, the cavity side heating mechanism is operated;
When the casting cycle time is slow, both the cavity side heating mechanism and the outer periphery side heating mechanism are operated.
本開示によれば、サイクルタイムが可変であっても金型全体の温度を均一に保つことができる金型の温度制御方法を提供することができる。 This disclosure provides a mold temperature control method that can keep the temperature of the entire mold uniform even if the cycle time is variable.
以下では、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。 Below, the embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted as necessary for clarity of explanation.
<実施の形態>
まず、図1を参照して、実施の形態に係る金型の温度制御方法を実施する金型(実施の形態に係る金型)の構成について説明する。図1は、実施の形態に係る金型の断面模式図である。図1に示すように、金型100は、固定型200及び可動型300を備える。固定型200は、キャビティ側加熱機構20、キャビティ側温度センサー30、外周部側加熱機構40及び外周部側温度センサー50を備える。可動型300は、キャビティ側加熱機構60、キャビティ側温度センサー70、外周部側加熱機構80及び外周部側温度センサー90を備える。
<Embodiment>
First, the configuration of a mold for carrying out a mold temperature control method according to an embodiment (mold according to an embodiment) will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of the mold according to the embodiment. As shown in Fig. 1, the
可動型300は、固定型200に対して可動であり、固定型200と組み合わせられてキャビティ100aを形成する。金型100を用いた形成品の製造方法では、可動型300が固定型200に組み合わせ、すなわち型締めしてキャビティ100aに金属溶湯を射出充填し、金属溶湯が凝固した後に可動型300を固定型200から離す、すなわち型開きをして形成品を取り出す。金属溶湯は、例えばアルミ溶湯である。
The movable die 300 is movable relative to the
キャビティ側加熱機構20は、固定型200のキャビティ100a近傍を加熱する。図1に示す例において、キャビティ側加熱機構20は、ヒーター20a~20eを備える。また、固定型200は、図示しない制御系統Iを備える。ヒーター20a~20eは、固定型200のキャビティ100a近傍に配置されており、固定型200を加熱することができる。ヒーター20a~20eは、単一の制御系統Iによって電源の入り切りが行われる電気ヒーターである。ヒーター20a~20eは、固定型200のキャビティ100a近傍において所定の密度となるように配置されると、固定型200のキャビティ100a近傍の温度をより均一に保つことができ、好ましい。
The cavity-
キャビティ側温度センサー30は、固定型200のキャビティ100a近傍の温度を測定する。キャビティ側温度センサー30は、例えば熱電対である。ヒーター20a~20eを制御する制御系統Iは、キャビティ側温度センサー30が測定した温度に基づいてヒーター20a~20eの電源の入り切りを制御する。
The cavity-
外周部側加熱機構40は、固定型200の外周部近傍を加熱する。図1に示す例において、外周部側加熱機構40は、ヒーター40a~40fを備える。また、固定型200は、図示しない制御系統IIを備える。ヒーター40a~40fは、固定型200の外周部側に配置されており、固定型200を加熱することができる。ヒーター40a~40fは、単一の制御系統IIによって電源の入り切りが行われる電気ヒーターである。ヒーター40a~40fは、固定型200の外周部側において所定の密度となるように配置されると、固定型200の外周部側の温度をより均一に保つことができ、好ましい。
The outer
外周部側温度センサー50は、固定型200の外周部側の温度を測定する。外周部側温度センサー50は、例えば熱電対である。ヒーター40a~40fを制御する制御系統IIは、外周部側温度センサー50が測定した温度に基づいてヒーター40a~40fの電源の入り切りを制御する。
The outer peripheral
キャビティ側加熱機構60は、可動型300のキャビティ100a近傍を加熱する。図1に示す例において、キャビティ側加熱機構60は、ヒーター60a~60fを備える。また、可動型300は、図示しない制御系統Iを備える。ヒーター60a~60fは、可動型300のキャビティ100a近傍に配置されており、可動型300を加熱することができる。ヒーター60a~60fは、単一の制御系統Iによって電源の入り切りが行われる電気ヒーターである。ヒーター60a~60fは、可動型300のキャビティ100a近傍において所定の密度となるように配置されると、可動型300のキャビティ100a近傍の温度をより均一に保つことができ、好ましい。
The cavity-
キャビティ側温度センサー70は、可動型300のキャビティ100a近傍の温度を測定する。キャビティ側温度センサー70は、例えば熱電対である。ヒーター60a~60fを制御する制御系統Iは、キャビティ側温度センサー70が測定した温度に基づいてヒーター60a~60fの電源の入り切りを制御する。
The cavity-
外周部側加熱機構80は、可動型300の外周部近傍を加熱する。図1に示す例において、外周部側加熱機構80は、ヒーター80a~80fを備える。また、可動型300は、図示しない制御系統IIを備える。ヒーター80a~80fは、可動型300の外周部側に配置されており、可動型300を加熱することができる。ヒーター80a~80fは、単一の制御系統IIによって電源の入り切りが行われる電気ヒーターである。ヒーター80a~80fは、可動型300の外周部側において所定の密度となるように配置されると、可動型300の外周部側の温度をより均一に保つことができ、好ましい。
The outer
外周部側温度センサー90は、可動型300の外周部側の温度を測定する。外周部側温度センサー90は、例えば熱電対である。ヒーター80a~80fを制御する制御系統IIは、外周部側温度センサー90が測定した温度に基づいてヒーター80a~80fの電源の入り切りを制御する。
The outer peripheral
次に、図2を参照して実施の形態に係る金型の温度制御方法について説明する。図2は、実施の形態に係る金型の温度制御方法の流れを示すフローチャートである。実施の形態に係る金型の温度制御方法は、金型100において鋳造を行う際に行われる温度制御方法である。
Next, a mold temperature control method according to an embodiment will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a flow chart showing the flow of the mold temperature control method according to an embodiment. The mold temperature control method according to an embodiment is a temperature control method performed when casting is performed in the
図2に示すように、金型100において鋳造を行う際には、まず、予熱を開始する(ステップS1)。このとき、固定型200及び可動型300がそれぞれ備える制御系統I及び制御系統IIの電源を全て入れる、すなわちONにする(ステップS2)。予熱が完了すると(ステップS3)、型締めした状態でキャビティ100aに金属溶湯を射出充填する、すなわち鋳造を開始する(ステップS4)。鋳造のサイクルタイムが速い場合(ステップS5Yes)、固定型200及び可動型300がそれぞれ備える制御系統Iの電源を切り、すなわちOFFとし、固定型200及び可動型300がそれぞれ備える制御系統IIをONとする(ステップS6)。
As shown in FIG. 2, when casting is performed in the
サイクルタイムが速い場合、金型100のキャビティ100a近傍の温度は、金属溶湯の持っている熱によって高い状態で保たれる。そこで、固定型200及び可動型300がそれぞれ備える制御系統IIは、金型100の外周部側の温度が金型100のキャビティ100a近傍の温度と同じになるように、金型100の外周部を加熱する。具体的には、制御系統IIは、外周部側温度センサー50,90が測定した温度が、キャビティ側温度センサー30,70が測定した温度に近づくように、ヒーター40a~40f,80a~80fを動作させて金型100の外周部を加熱する。
When the cycle time is fast, the temperature near the
サイクルタイムが速い鋳造を行う途中において、金型100のキャビティ100a近傍の温度が所定未満となった場合(ステップS7No)、固定型200及び可動型300がそれぞれ備える制御系統Iの電源を入れ(ステップS8)、キャビティ側加熱機構20,60を動作させて金型100のキャビティ100a近傍を加熱する。このように、サイクルタイムが速い場合、金型100のキャビティ100a近傍の温度に応じてキャビティ側加熱機構20,60を動作又は停止させることによって、金型100における温度分布の発生を抑制する、すなわち金型100全体の温度を均一に保つことができる。
If, during casting with a fast cycle time, the temperature near the
鋳造のサイクルタイムが遅い場合(ステップS5No)、固定型200及び可動型300がそれぞれ備える制御系統I及び制御系統IIを全てONとする(ステップS9)。サイクルタイムが遅い場合、金属溶湯が凝固する過程において金型100の放冷が進みやすいため、金型100のキャビティ100a近傍の温度が下がりやすい。そこで、固定型200及び可動型300がそれぞれ備える制御系統I及び制御系統IIは、金型100のキャビティ100a近傍の温度と金型100の外周部の温度とが同じになるように、金型100のキャビティ100a近傍及び外周部を加熱する。
If the casting cycle time is slow (step S5 No), the control system I and control system II provided in the fixed
このように、実施の形態に係る金型の温度制御方法では、金型100のキャビティ100a近傍と金型100の外周部とを別途の制御系統で温度制御しているため、サイクルタイムに応じて適切に温度制御の切り替えを行うことができる。そのため、サイクルタイムが可変であっても、金型100全体における温度分布の発生を抑制する、すなわち金型100全体の温度を均一に保つことができる。
In this way, in the mold temperature control method according to the embodiment, the temperature near the
<その他の実施の形態>
上述した実施の形態では、キャビティ側加熱機構20,60及び外周部側加熱機構40,80が固定型200及び可動型300を加熱するヒーターである場合について説明した。しかしながら、キャビティ側加熱機構20,60及び外周部側加熱機構40,80は、金型100を加熱可能であればどのような構成であってもよい。キャビティ側加熱機構20,60及び外周部側加熱機構40,80は、例えば、固定型200及び可動型300に加熱経路を設け、当該加熱経路内に加熱媒体を導通することによって金型100を加熱する構成であってもよい。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the cavity
また、上述した実施の形態では、キャビティ側加熱機構20,60及び外周部側加熱機構40,80をそれぞれ単一の制御系統によって制御する場合について説明した。しかしながら、キャビティ側加熱機構20,60及び外周部側加熱機構40,80は、それぞれ2以上の制御系統によって制御されてもよい。キャビティ側加熱機構20,60及び外周部側加熱機構40,80をそれぞれ2以上の制御系統によって制御すると、単一の制御系統によって制御する場合に比較して、金型の温度をより均一に保つことができる。
In the above-described embodiment, the cavity
また、上述した実施の形態では、制御系統ごとに1つの温度センサーを備える場合について説明した。しかしながら、温度センサーは各制御系統に対して2以上であってもよい。各制御系統に対して2以上の温度センサーを備えると、制御系統ごとに1つの温度センサーを備える場合に比較して、金型の温度をより正確に測定し、金型の温度を均一に保つことができる。 In the above-described embodiment, a case has been described in which one temperature sensor is provided for each control system. However, two or more temperature sensors may be provided for each control system. Providing two or more temperature sensors for each control system makes it possible to measure the mold temperature more accurately and maintain a uniform mold temperature compared to a case in which one temperature sensor is provided for each control system.
尚、本開示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。 Note that this disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit and scope of the present disclosure.
100 金型
100a キャビティ
200 固定型
300 可動型
20,60 キャビティ側加熱機構
30 キャビティ側温度センサー
40 外周部側加熱機構
50 外周部側温度センサー
20a~20e,40a~40f,60a~60f,80a~80f ヒーター
100
Claims (1)
前記キャビティに金属溶湯を射出充填し、前記金属溶湯が凝固した後に型開きして形成品を取り出す、金型の温度制御方法であって、
前記固定型及び前記可動型は、
前記キャビティ近傍を加熱するキャビティ側加熱機構と、
前記キャビティ近傍の温度を測定するキャビティ側温度センサーと、
前記金型の外周部近傍を加熱する外周部側加熱機構と、
前記外周部近傍の温度を測定する外周部側温度センサーと、をそれぞれ有し、
鋳造のサイクルタイムが速い場合、前記キャビティ側加熱機構を停止すると共に前記外周部側加熱機構を動作させ、前記キャビティ近傍の温度が所定未満になると前記キャビティ側加熱機構を動作させ、
鋳造のサイクルタイムが遅い場合、前記キャビティ側加熱機構及び前記外周部側加熱機構をいずれも動作させる、
金型の温度制御方法。 A fixed mold and a movable mold that is combined with the fixed mold to form a cavity,
A mold temperature control method comprising: injecting and filling the cavity with molten metal; and opening the mold after the molten metal has solidified, to remove a molded product,
The fixed die and the movable die are
a cavity side heating mechanism for heating the vicinity of the cavity;
a cavity-side temperature sensor for measuring a temperature in the vicinity of the cavity;
an outer periphery side heating mechanism for heating the vicinity of the outer periphery of the mold;
and an outer periphery side temperature sensor for measuring a temperature in the vicinity of the outer periphery,
When the cycle time of casting is fast, the cavity side heating mechanism is stopped and the outer periphery side heating mechanism is operated, and when the temperature in the vicinity of the cavity becomes lower than a predetermined value, the cavity side heating mechanism is operated;
When the casting cycle time is slow, both the cavity side heating mechanism and the outer periphery side heating mechanism are operated.
Mold temperature control method.
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