JP3944512B2 - Die-casting alloy charging method and charging device - Google Patents
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Description
本発明は、例えばアルミニウム合金、アルミニウム鍛造品、アルミニウム押出成形品、鋳造品等のダイカストマシンによる成形自動化設備において、特に、半凝固合金状態である半凝固スラリー状の合金をダイカストマシンに供給するためのダイカスト合金の投入方法とその投入装置に関するものである。 In the present invention, for example, in order to supply a semi-solid slurry-like alloy in a semi-solid alloy state to a die-cast machine in a die-casting machine such as an aluminum alloy, an aluminum forged product, an aluminum extrusion-molded product, and a cast product. The present invention relates to a method and a device for charging the die casting alloy.
従来、ダイカストマシンは、図7に示すように、固定金型5を有する固定ダイプレート6と、可動金型4を有する可動ダイプレート3とを備え、これら固定金型5と可動金型4とが合わさることで両金型4,5内の形状に応じた形態に半凝固スラリー状の合金2によって所定の成形品が成形されるのである。このとき、半凝固スラリー状の合金2は、図9(a)に示すように、半凝固スラリー形成用カップ1内にて予め成形されるのであり、この合金2は、図8に示すように、固定台プレート側から固定金型5に貫入したスリーブ7の末端側上部に有る注湯口(投入口)7Aから投入されてから、スリーブ7内を前後にスライド移動する射出チップ8によって押し出されて両金型4,5の中に供給される。このような投入方法は、従来のレオキャスト法による投入と同様に一般的な投入方法なのである。
しかしながら、従来の投入方法では、図9(b)に示すように、半凝固スラリー状の合金2の取り出しに際し、合金2がカップ1内から落下しなかったり、あるいは図9(c)に示すように、スリーブ7の末端側上部に有る注湯口から半凝固スラリー状の合金2が投入されるに際し、当該合金2がスリーブ7に沿って横転されないで起立した状態となってスリーブ7内に正確に投入されず、固定金型5、可動金型4それぞれの中への射出チップ8による供給が不可能となったりする等してダイカストマシンによる鋳造自動化が困難なものとなるという問題点を有していた。
However, in the conventional charging method, as shown in FIG. 9B, the
そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、半凝固スラリー状の合金のスリーブの末端側上部の注湯口(投入口)からの投入を固定金型側からの投入に変更し、また半凝固スラリー状の合金の半凝固スラリー形成用カップ内からの落下動作と、当該合金の固定金型側からの投入動作とをそれぞれ分離することによりダイカストマシンによる成形が確実に自動化できるようにしたダイカスト合金の投入方法とその投入装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention was created in view of the conventional circumstances as described above, and charging from the pouring port (feeding port) at the upper end side of the sleeve of the semi-solid slurry alloy is performed from the fixed mold side. The die casting machine can be molded by separating the dropping operation of the semi-solid slurry alloy from the semi-solid slurry forming cup and the charging operation of the alloy from the fixed mold side. It is an object of the present invention to provide a die casting alloy charging method and a charging device that can be surely automated.
上述した課題を解決するため、本発明に係るダイカスト合金の投入方法にあっては、固定金型5、可動金型4それぞれを互いに突き合わせてから、固定金型5に貫入配置したスリーブ7内に、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出された半凝固スラリー状の合金2が供給され、当該スリーブ7内を射出チップ8がスライド移動することで、固定金型5、可動金型4それぞれの内部形状に応じた形態に半凝固スラリー状の合金2が型締め成形されるダイカスト合金の投入方法であって、固定金型5に可動金型4が突合わされる前に、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出し可能となった半凝固スラリー状の合金2を、可動金型4と突合う固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側から挿入するものとしてある。
また、このダイカスト投入方法を実施するための本発明に係るダイカスト投入装置にあっては、互いに突合わせ可能とした固定金型5、可動金型4それぞれと、固定金型5に貫入配置され且つ内部で射出チップ8がスライド移動可能としたスリーブ7とを備え、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出された半凝固スラリー状の合金2がスリーブ7内に供給され、当該スリーブ7内を射出チップ8がスライド移動することで、互いに突合わされている固定金型5、可動金型4それぞれの内部形状に応じた形態に半凝固スラリー状の合金2が型締め成形されるダイカストマシンを備えたダイカスト合金の投入装置であって、可動金型4と突合う固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側に、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出された半凝固スラリー状の合金2を挿入する挿入手段(10,12、14)を備えたものとしてある。
挿入手段(10,12,14)は、半凝固スラリー形成用カップ1から所定の位置に取り出された半凝固スラリー状の合金2を挟持して固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側に挿入し、また取り出すようエアシリンダーで開閉駆動される一対の挟持片から構成されたチャック機構部10をロボットアーム11先端に備えた挿入・取出用ロボット12によるものとすることができる。
挿入・取出用ロボット12は、ロボットアーム11先端におけるチャック機構部10の取付部と反対する側に、合金2を支持し且つ半凝固スラリー形成用カップ1内へ当該合金2を投入するラドル9を付設して成るものとできる。
固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側には、半凝固スラリー状の合金2を支持して挿入可能とする受け部13を付設したものとすることができる。
受け部13は、スリーブ7先端口側で昇降可能なシリンダー式昇降手段14によって支持されているものとできる。
スリーブ7は、セラミック、鋳物、銅合金等の低硬度材質によって形成されているものとできる。
スリーブ7は、合金2を可動金型4に当るまで押し込む必要性が無い部分に対応した長さだけ短く、すなわち押し込む長さに対応した長さとしたものとできる。
In order to solve the above-described problem, in the method of charging a die-cast alloy according to the present invention, the
In the die-casting apparatus according to the present invention for carrying out this die-casting method, each of the fixed
The insertion means (10, 12, 14) sandwich the semi-solid slurry-
The insertion /
A receiving
The
The
The
以上のように構成された本発明に係るダイカスト合金の投入方法にあって、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出し可能となった半凝固スラリー状の合金2は、可動金型4と突合う固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側から挿入され、当該固定金型5に可動金型4が突合わされると同時に当該スリーブ7内で射出チップ8が前進方向へスライド移動することで合金2が型締め成形される。
一方、本発明に係るダイカスト合金の投入装置にあって、挿入手段(10,12,14)は、固定金型5に可動金型4が突合わされる前の型開き状態で、固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側に、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出された半凝固スラリー状の合金2を挿入させる。
挿入・取出用ロボット12のラドル9は合金2を支持し、半凝固スラリー形成用カップ1内へ当該合金2を投入させると共に、チャック機構部10は、半凝固スラリー形成用カップ1から所定の位置に取り出された半凝固スラリー状の合金2を挟持して固定金型5の突合面側に挿入させる。また取り出し用のロボットによっても所定位置に投入させる。
シリンダー式昇降手段14は、受け部13をスリーブ7先端口側へ上昇進出させてから、半凝固スラリー状の合金2をスリーブ7先端口側に挿入させ、合金2挿入後には、受け部13を両金型4,5の下方側へ下降退避させる。
セラミック、鋳物、銅合金等の低硬度材質によって形成されているスリーブ7は、スライド移動する射出チップ8に対する潤滑性を付与可能にさせる。
長さの短いスリーブ7は、合金2を可動金型4に当るまで押し込む必要性が無くなるのに対応して、射出チップ8の動作ストロークを短くさせる。
In the die casting alloy charging method according to the present invention configured as described above, the semi-solid slurry-
On the other hand, in the die casting alloy charging device according to the present invention, the insertion means (10, 12, 14) is in the mold open state before the
The
The cylinder type lifting / lowering means 14 causes the
The
The
本発明によれば、半凝固スラリー状の合金2のスリーブ7の末端側上部の投入口(注湯口)からの投入を固定金型5側からの投入に変更し、また半凝固スラリー状の合金2の半凝固スラリー形成用カップ1内からの落下動作と、当該合金2の固定金型5側からの投入動作とをそれぞれ分離することによりダイカストマシンPによる成形が確実に自動化できる。
According to the present invention, the charging of the semi-solid slurry-
すなわちこれは、本発明に係るダイカスト合金の投入方法が、固定金型5に可動金型4が突合わされる前に、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出し可能となった半凝固スラリー状の合金2を、可動金型4と突合う固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側から挿入するものとしたからであり、これにより、スリーブ7内での射出ストロークを短くできると共に、半凝固スラリー状の合金2特有の表面酸化膜部の製品側への進入を防止することができる。また、短いスリーブ7の内部は均等に温度上昇するため、従来のような高硬度のスリーブ7材質が不要となる等の利点が得られ、しかも今まで半凝固鋳造が実用化できなかったシステムの普及が可能となり、また鋳造性の安定化を図ることができる。
That is, this is because the die-casting alloy charging method according to the present invention allows the semi-solid slurry-like alloy to be taken out from the semi-solid
一方、本発明に係るダイカスト合金の投入装置にあっては、可動金型4と突合う固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側に、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出された半凝固スラリー状の合金2を挿入する挿入手段(10,12,14)を備えたので、従来における半凝固スラリー状の合金2のスリーブ7の末端側上部の投入口(注湯口)からの投入を固定金型5側からの投入に容易に変更でき、また半凝固スラリー状の合金2の半凝固スラリー形成用カップ1内からの落下動作と、当該合金2の固定金型5側からの投入動作とをそれぞれ容易に分離することができ、ダイカストマシンPによる成形が確実に自動化できる。
On the other hand, in the casting apparatus for die-casting alloy according to the present invention, the semi-solid
挿入手段(10,12,14)は、半凝固スラリー形成用カップ1から所定の位置に取り出された半凝固スラリー状の合金2を挟持して固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側に挿入し、また取り出すようエアシリンダーで開閉駆動される一対の挟持片から構成されたチャック機構部10をロボットアーム11先端に備えた挿入・取出用ロボット12によるので、従来のような特別な移送機構を設置することなく、半凝固スラリー状の合金2をダイカストマシンの固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側へまで容易に運ぶことが可能となり、設備コストの節減を図ることができると共に、設置スペースを小さくすることもできる。また、挿入専用機、取出専用機のいずれによっても、また両作動を兼用する挿入・取出機によっても投入可能であるから、至便性を向上させることができる。
The insertion means (10, 12, 14) sandwich the semi-solid slurry-
挿入・取出用ロボット12は、ロボットアーム11先端におけるチャック機構部10の取付部と反対する側に、合金2を支持し且つ半凝固スラリー形成用カップ1内へ当該合金2を投入するラドル9を付設して成るので、合金2を受領(受け取り)支持する作業と、半凝固スラリー形成用カップ1内へ当該合金2を投入する作業と、半凝固スラリー状の合金2を掴んで固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側に運ぶ作業との自動化システムを容易に構築することができる。
The insertion /
固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側には、半凝固スラリー状の合金2を支持して挿入可能とする受け部13を付設したので、半凝固スラリー状の合金2をスリーブ7先端口側に確実に挿入させることができる。
A receiving
受け部13は、スリーブ7先端口側で昇降可能なシリンダー式昇降手段14によって支持されているので、受け部13をスリーブ7先端口側へ上昇進出させてから、半凝固スラリー状の合金2をスリーブ7先端口側に容易に挿入させることができ、また合金2挿入後には、受け部13を両金型4,5の下方側へ下降退避させることで両金型4,5同士の接合に対し障害とならず、型締め作業を容易に行うことができる。
Since the
スリーブ7は、セラミック、鋳物、銅合金等の低硬度材質によって形成されているので、スライド移動する射出チップ8に対する潤滑性を付与することができる。すなわち、従来のスリーブ7材質は高硬度に焼き入れした部材であったのに対して、熱の衝撃が少なくなるため、スリーブ7の材質はセラミック、鋳物、銅合金等を採用できることにより潤滑性を向上することが可能となる。
Since the
スリーブ7は、合金2を可動金型4に当るまで押し込む必要性が無い部分に対応した長さだけ短くしたので、射出チップ8の動作ストロークを短くすることができる。
Since the
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項夫々において付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。 Note that the reference numerals added in the means for solving the above-described problems and the effects of the invention are given for easy reference to the parts showing the components shown in the drawings. The present invention is not limited to the structure / shape indicated by the reference numeral.
以下図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明すると、図において示される符号Pは、アルミニウム合金等の溶解可能な合金を不図示の半凝固成形装置にて半凝固スラリー状の合金2にされた後の、当該合金2を鋳造成形するためのダイカストマシンである。そして、該ダイカストマシンPは、図1、図2に示すように、互いに突合わせ可能とした金属製の固定金型5、可動金型4それぞれと、固定金型5に貫入配置され且つ内部で前後方向に射出チップ8がスライド移動可能としたスリーブ7とを備えて構成されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The symbol P shown in the drawing represents a semi-solid slurry of a meltable alloy such as an aluminum alloy in a semi-solid forming apparatus (not shown). 2 is a die casting machine for casting the
また、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出された半凝固スラリー状の合金2がスリーブ7内に供給され、当該スリーブ7内を射出チップ8がスライド移動することで、互いに突合わされている固定金型5、可動金型4それぞれの内部形状に応じた形態に半凝固スラリー状の合金2が型締め成形されるようにしてある。
Further, the semi-solid slurry-
固定金型5は、固定ダイプレート6によって一体化されており、固定ダイプレート6の後端面側から当該固定金型5の前端面に至るまでスリーブ7が貫入配置され、当該スリーブ7内部で射出チップ8がスライド移動可能となるようにしてある。このスリーブ7は、例えばセラミック、鋳物、銅合金等の比較的低硬度な材質によって管状に形成されており、合金2を可動金型4に当るまで押し込む必要性の無い部分に対応した長さだけ短く、すなわち押し込む長さに対応した長さとすることで射出チップ8の動作ストロークを短くできるようにしてある。
The fixed
可動金型4は、可動ダイプレート3によって一体化されており、不図示の駆動手段によって固定金型5の突合面に当接される位置まで移動できるようにしてある。また、可動金型4の突合面側には、型締め成形のための突起状の押込用金型4Aが突設されており、両金型4,5が互いに突合わされた際には、この突起状の押込用金型4Aが固定金型5の突合面におけるスリーブ7先端口側に嵌合されるようにしてある。
The
また、可動金型4と突合う固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口側に、半凝固スラリー形成用カップ1から取り出された半凝固スラリー状の合金2を挿入するための挿入手段(10,12,14)を備えている。この挿入手段(10,12,14)の具体的な例としては、図5に示すように、挿入・取出用ロボット12を使用している。すなわち、この挿入・取出用ロボット12は、ロボットアーム11の先端にエアシリンダーで開閉駆動される一対の挟持片から構成されたチャック機構部10が取付けられている。またロボットアーム11の同じ先端側において、このチャック機構部10の取付部側と反対側に位置する箇所には、合金2を汲み取り且つ半凝固スラリー形成用カップ1内へ当該合金2を投入するためのラドル9が設けられている。
Also, an insertion means for inserting the semi-solid slurry-
ラドル9は、内部に所定量の合金2を収納できる容積を有する耐熱性のカップ1からできていて、そのカップ1の開口近くの外側壁をロボットアーム11先端の回転軸の一方側の端部に接合する状態で取付けられている。したがって、回転軸が水平状態を保って回転すると、ラドル9の開口部も回転軸を中心にして回転することができ、このため、図示を省略した半凝固成型機によって形成された半凝固スラリー状の合金2を受領(受け取り)してこれを支持するラドル9が回転することにより、ラドル9内の合金2を排出することができる。
The
また、チャックハンド機構は、上記回転軸に一端側が取付けられ、他端側に挟持部を備えた所定長さの取付片を有している。この挟持部は、一対となる第1の挟持片および第2の挟持片から成ると共に、これら第1の挟持片および第2の挟持片は、取付片の長手方向と直交する方向に設けられ、このうち一方の挟持片のほぼ中央位置が取付片の他端側に固定されている。そして、この挟持部は、ロボットアーム11に沿って布設されている配管から供給される圧縮空気で駆動されるエアーシリンダーによって、一対となる第1の挟持片および第2の挟持片を開閉できるようにして半凝固スラリー状の合金2を挟持できるように構成されている。
The chuck hand mechanism has an attachment piece of a predetermined length having one end attached to the rotating shaft and a clamping portion on the other end. The sandwiching portion includes a pair of first sandwiching piece and second sandwiching piece, and the first sandwiching piece and the second sandwiching piece are provided in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the mounting piece, Among these, the substantially center position of one clamping piece is being fixed to the other end side of the attachment piece. And this clamping part can open and close a pair of 1st clamping piece and 2nd clamping piece with the air cylinder driven with the compressed air supplied from the piping laid along the
尚、挿入・取出用ロボット12は、複数軸関節構造のもので、設置面に据付けるベース上に、複数のアームを順次に連結すると共に、その連結部分の軸関節によってアーム夫々が折曲・回転等の各作動を行うことで、手首部を所定の範囲内で三次元的な動きをさせるように制御できるものである。また、このような挿入・取出用ロボット12を使用する替わりに、専用投入機のチャック機構部10であっても良い。尚、挿入専用機、取出専用機のいずれによっても、また両作動を兼用する挿入・取出機によっても投入することも可能である。
The insertion /
また、図3に示すように、固定金型5の突合面側におけるスリーブ7先端口の下側縁部には、半凝固スラリー状の合金2を支持して当該スリーブ7先端口からスリーブ7内に挿入可能とする略半円筒状の受け部13を付設した専用金型15を使用しても良い。このとき、両金型4,5が突合わされた場合に、受け部13が可動金型4に突っ掛からないように可動金型4の突合面側の突起状の押込用金型4A下側には、当該受け部13を挿入できる程度の凹部を形成してある。
Further, as shown in FIG. 3, a semi-solid slurry-
また、図4に示すように、受け部13は、固定金型5の突合面側におけるにおけるスリーブ7先端口側で昇降可能なシリンダー式昇降手段14によって支持されていても良い。すなわち、シリンダー式昇降手段14は、エアーシリンダーによってピストンロッドが圧縮空気で昇降駆動されるものとしてあり、ピストンロッドの上端には前記受け部13が取り付けられている。そして、エアーシリンダー自体は、固定金型5の突合面の下方側に配置され、受け部13がスリーブ7先端口の下側縁部に臨む位置と、固定金型5の下方側へ退避する位置との間を自在に移動できるようにしてある。
Further, as shown in FIG. 4, the receiving
こうして半凝固スラリー状の合金2を固定金型5のスリーブ7先端口に挿入するに際し、上記した挿入・取出用ロボット12のチャック機構部10によって固定金型5に直接挿入するのであるが、両金型4,5の形状や合金2の大きさ等の条件によっては、受け部13を有する専用金型15を使用して固定金型5に合金2を受け取るようにしたり、シリンダー式昇降手段14を使用した受け部13を使ってスリーブ7先端口に合金2を挿入したりすることを可能にしている。
Thus, when the semi-solid slurry-
次に、以上のように構成された最良の形態についての使用、動作の一例について説明すると、図6に示すように、アルミニウム合金等の溶解可能な溶湯合金を不図示の半凝固成形装置にて合金2にしてから挿入・取出用ロボット12のラドル9で合金2を支持し、半凝固スラリー形成用カップ1内へ当該合金2を投入する。そして、挿入・取出用ロボット12のチャック機構部10によって半凝固スラリー形成用カップ1を掴んでから指定位置へ運び、当該カップ1を反転させて半凝固スラリー状の合金2を落とし出す(ステップ1)。
Next, an example of use and operation of the best mode configured as described above will be described. As shown in FIG. 6, a meltable molten alloy such as an aluminum alloy is formed by a semi-solid forming apparatus (not shown). After the
半凝固スラリー形成用カップ1より取り出された半凝固スラリー状の合金2を、挿入手段(10,12,14)たる挿入・取出用ロボット12のチャック機構部10で掴む(ステップ2)。チャック機構部10にて取り出されたスラリーは、可動金型4、固定金型5が最大限開いている状態である型開時にチャック機構部10が固定金型5に対して進入して行き、固定金型5のスリーブ7先端口に半凝固スラリー状の合金2を挿入する(ステップ3)。
The semi-solid slurry-
挿入が完了したら、可動ダイプレート3が固定ダイプレート6に接近移動して両金型4,5が締まり、可動金型4が半凝固スラリー状の合金2をスリーブ7内に押し込んで装填が完了する(ステップ4)。
When the insertion is completed, the
両金型4,5が締まったらスリーブ7内で射出チップ8が前進し、当該射出チップ8によって半凝固スラリー状の合金2を後方側から押圧することで、互いに突合わされている固定金型5、可動金型4それぞれの内部形状に応じた形態に半凝固スラリー状の合金2が型締め成形されて鋳造成形が完了する(ステップ5)。
When both
こうして本発明の挿入手段(10,12,14)は、一度、半凝固スラリー状の合金2を半凝固スラリー形成用カップ1から確実に取り出しておき、これを挿入・取出用ロボット12のチャック機構部10によって掴んでから固定金型5のスリーブ7先端口からスリーブ7内に当該半凝固スラリー状の合金2を直接挿入することにより確実に成形することが可能となるのである。
Thus, the insertion means (10, 12, 14) of the present invention once removes the semi-solid slurry-
P…ダイカストマシン
1…半凝固スラリー形成用カップ 2…半凝固スラリー状の合金
3…可動ダイプレート 4…可動金型
4A…押込用金型 5…固定金型
6…固定ダイプレート 7…スリーブ
7A…注湯口 8…射出チップ
9…ラドル 10…チャック機構部(挿入手段)
11…ロボットアーム 12…挿入・取出用ロボット(挿入手段)
13…受け部 14…シリンダー式昇降手段(挿入手段)
15…専用金型
P ... Die-casting
11 ...
13 ... receiving part 14 ... cylinder type lifting means (insertion means)
15 ... Special mold
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