铸件的加工处理方法
【专利摘要】本发明提供铸件的加工处理方法。本发明的一个方式所涉及的铸件的加工处理方法包括矫正工序，在该矫正工序中，趁着在铸造结束后铸件(40)的温度还没有低于200℃之前，开始利用冲压机(10、20)对铸件(40)进行加压。在铸件的矫正中能够高精度地除去形变，并且无需为了矫正而加热铸件(40)，因此能够提高生产性以及能效。
【专利说明】
铸件的加工处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及铸件的加工处理方法，特别是涉及含有矫正工序的铸件的加工处理方法。
【背景技术】
[0002]在通过例如铝压铸等而形成的薄壁的铸件中，铸件容易因从铸造机取出等而产生形变(变形)。为了除去这样的形变，存在在固溶处理后等对铸件进行冲压矫正的情况。
[0003]在日本特开2004-322154号公报中，在时效处理后在常温下对铸件进行冲压矫正。
[0004]发明人对于铸件的加工处理方法发现以下的课题。
[0005]在日本特开2004-322154号公报所公开的常温下的矫正中，不易高精度地除去形变。另外，还需要增大矫正所需的载荷。因此，例如在固溶处理后等，存在对铸件再次加热从而进行矫正的情况。
[0006]然而，这样的用于矫正的加热需要与固溶处理以及时效处理分开进行。因此，这样的需要额外进行加热的加工处理方法存在生产性以及能效低下的问题。
【发明内容】
[0007]本发明正是鉴于上述情况而形成的，其目的在于在铸件的矫正中，能够高精度地除去形变，并实现生产性以及能效优异的铸件的加工处理。
[0008]本发明的一个方式的铸件的加工处理方法包括矫正工序，在该矫正工序中，趁着在铸造结束后铸件的温度还没有低于200°C之前，开始利用冲压机对上述铸件进行加压。
[0009]在本发明的一个方式的铸件的加工处理方法中，趁着在铸造结束后铸件的温度还没有低于200°C之前，开始利用冲压机对铸件进行加压，由此对铸件进行矫正。因此，能够在比较高的温度状态下进行矫正，即使矫正载荷较小也能够高精度地除去形变。另外，与在固溶处理后另行进行矫正的情况相比，无需进行矫正用的再加热，因此在生产性以及能效方面优异。
[0010]优选为，上述铸件的加工处理方法还包括修边工序，在该修边工序中，保持利用上述冲压机对上述铸件进行加压的状态将上述铸件冷却至常温，并剪断上述铸件的无用部分。能够缩短铸件的修边所需的时间，能够进一步提高生产性。
[0011]另外，优选为，上述冲压机具备在内部形成有制冷剂流路的上模以及下模，在对上述铸件进行冷却时，在上述制冷剂流路中流过制冷剂。能够保持对铸件进行加压的状态高效冷却铸件。
[0012]进而，优选为，在对上述铸件进行冷却时，测定上述铸件的温度，并基于测定到的上述温度调整上述制冷剂的流量。能够将铸件均匀冷却。
[0013]根据本发明，能够在铸件的矫正中高精度地除去形变，能够实现在生产性以及能效方面优异的铸件的加工处理。
[0014]本发明的其他特征、目的、优点可以通过参照作为并非用来限制本发明的示例的附图并且阅读以下的详细的说明变得清晰。
【附图说明】
[0015]图1是示出第I实施方式的铸件的加工处理方法的流程图。
[0016]图2是示出比较例的铸件的加工处理方法的流程图。
[0017]图3是比较第I实施方式以及比较例的铸件的加工处理方法而示出的示意性的温度图表。
[0018]图4是示出第I实施方式的铸件的矫正装置的示意性的剖视图。
[0019]图5是示出第I实施方式的铸件的矫正装置的示意性的剖视图。
[0020]图6是示出上模中的冷却水路WC以及热电偶TC的配置例的俯视图、以及俯视图的各剖切线处的剖视图。
[0021 ]图7是示出铸件的冷却温度的控制方法的流程图。
[0022]图8是示出第2实施方式的铸件的加工处理方法的流程图。
[0023]图9是比较第I以及第2实施方式的铸件的加工处理方法而示出的示意性的温度图表。
[0024]图10是示出第2实施方式的铸件的矫正装置的示意性的剖视图。
[0025]图11是示出第2实施方式的铸件的矫正装置的示意性的剖视图。
[0026]图12是示出第2实施方式的铸件的矫正装置的示意性的剖视图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图对应用本发明的具体的实施方式进行详细说明。但是，并不意味着本发明就局限于以下的实施方式。另外，为了明确说明，适当地简化以下的记载以及附图。
[0028](第丨实施方式)
[0029]首先，参照图1对本发明的第I实施方式的铸件的加工处理方法进行说明。图1是示出第I实施方式的铸件的加工处理方法的流程图。作为一例，对通过铝压铸而形成的铸件进行说明。如图1所示，该铸件的加工处理方法具备步骤31'11、31'12、31'13、31'14、31'16这5个步骤。此处，步骤ST12(矫正工序)为本实施方式的铸件的加工处理方法的必须结构，因此用实线表示。其他的步骤用虚线表示。
[0030]首先，如图1所示，对铸件进行铸造(步骤STlI)。在为铝压铸的情况下，熔融金属温度例如为680°C左右。
[0031]接下来，在从铸造机取出的铸件的冷却过程中，在铸件处于某种程度的高温的状态下(具体地说，铸件的温度不低于200°C的期间)，开始利用冲压机对铸件进行加压(步骤ST12)。此处，如果开始加压时的铸件的温度低于200°C，则无法高精度地除去形变。在矫正中，铸件的温度越高，越能够高精度地除去形变，并且还能够缩小矫正所需的载荷。因此，在铝压铸件的情况下，更优选为在铸件的温度不低于300°C期间开始加压，进一步优选为在不低于400 0C期间开始加压。从铸造机取出的铸件例如为500 °C左右。
[0032]另外，为了每次都以相同的温度条件对铸件进行矫正，优选在测定铸件的温度的同时矫正铸件。
[0033]关于冲压机的详情将在后文中叙述，不过该冲压机具备冷却单元，保持利用冲压机对铸件进行加压的状态将铸件冷却至例如100°c以下。
[0034]接下来，例如通过剪断机对从冲压机取出的铸件的无用部分进行修边(步骤ST13)。此处，无用部分是指例如因压铸而形成的溢出部、料柄.浇道部等的铸造方案部。在修边中，越为低温，精度越高。因此，如上所述，优选在通过冲压机冷却至100°C以下后，对铸件的无用部分进行修边。
[0035]随后，进行固溶处理(步骤ST14)。固溶处理是指持续保持比较高的温度达规定的时间后，通过快速冷却，来使合金元素在基体中固溶的处理。在铝压铸件的情况下，固溶温度例如为500°C左右。
[0036]随后，进行时效处理(步骤ST16)。时效处理是指通过持续保持常温与固溶温度之间的温度达规定的时间，来使固溶元素析出而强化合金的处理。在铝压铸件的情况下，时效温度例如为220?230°C左右。
[0037]此处，参照图2对比较例的铸件的加工处理方法进行说明。图2是示出比较例的铸件的加工处理方法的流程图。
[0038]图2所示的铸造(步骤STl)、修边(步骤ST3)、固溶处理(步骤ST4)、时效处理(步骤ST6)与上述的图1的铸造(步骤ST11)、修边(步骤ST13 )、固溶处理(步骤ST14 )、时效处理(步骤ST16)相同，因此省略详细的说明。
[0039]在比较例中，将从铸造机取出的铸件放入水槽中进行水冷(步骤ST2)，再对从水槽取出的铸件的无用部分进行修边(步骤ST3)。然后，在固溶处理(步骤ST4)与时效处理(步骤ST6)之间，对铸件再次加热并利用冲压机进行冲压矫正(步骤ST5)。
[0040]图3是比较第I实施方式以及比较例的铸件的加工处理方法并示出的示意性的温度图表。如图3上侧所示，在比较例的铸件的矫正工序中，在固溶处理中进行快速冷却后，仅仅为了矫正便需要再次加热。进而在将矫正后的铸件冷却后，还要再次加热以便进行时效处理。
[0041 ]与此相对，如图3下侧所示，在本实施方式的铸件的加工处理方法的矫正工序中，在从铸造机取出的铸件的冷却过程中，在铸件处于某种程度的高温的状态下(具体地说，趁着铸件的温度还没有低于200°C之前)，对铸件进行矫正。在图例中，在500°C左右矫正铸件。这样，由于在铸件处于某种程度的高温的状态下矫正铸件，因此能够高精度地除去形变。另夕卜，由于在铸造时的铸件的冷却过程中矫正铸件，因此无需出于矫正的目的进行加热，作为铸件的加工处理方法整体在能效方面优异。同时，能够缩短与比较例中的矫正所需时间大致相等的时间，作为铸件的加工处理方法整体在生产性方面优异。
[0042]进而，在比较例的铸件的矫正工序中，需要使加热温度低于时效温度。在铝压铸件的情况下，时效温度为220?230°C左右，因此矫正的加热温度例如为200°C左右。与此相对，本实施方式的铸件的矫正工序在固溶处理之前进行，因此矫正时的铸件的温度不会受到时效温度的制约。即，能够使矫正时的铸件的温度高于时效温度。因此，与比较例相比，能够高精度地除去形变，并且能够缩小矫正所需的载荷。
[0043]另外，在使用本实施方式的铸件的加工处理方法的情况下，在制造设备方面，无需使用在比较例中为必须的水冷用的水槽，能够节约空间。
[0044]接下来，参照图4、图5对本实施方式的铸件的矫正装置的结构以及动作进行说明。图4、图5是示出第I实施方式的铸件的矫正装置的示意性的剖视图。图4示出在矫正装置中对铸件40加压前的状态。图5示出在矫正装置中对铸件40加压的状态。此外，图4、图5以及其他的附图中示出的右手系xyz坐标在附图间相互对应，如此是为了便于对结构要素的位置关系进行说明。通常，xy平面构成水平面，z轴正向为铅垂向上。
[0045]首先，参照图4、图5对本实施方式的铸件的矫正装置的结构进行说明。第I实施方式的铸件的矫正装置为具备相互对置配置的上模10以及下模20的冲压机。例如，上模10为活动压模，下模20为固定压模。在上模10以及下模20的对置面形成与铸件40的产品形状对应的凹凸。上模10经由活塞杆11通过伺服马达(未图示)能够在上下方向移动。通过上模10下降，由上模10与下模20对铸件40加压并矫正。在活塞杆11设置有用于测定铸件40所承受的载荷的测压元件12。利用测压元件12能够对铸件40施加用以得到规定的尺寸精度的最佳载荷。
[0046]在本实施方式的铸件的矫正装置中，在上模10以及下模20的内部分别形成冷却水路(制冷剂流路)WC。由此，如图5所示，在对铸件40加压的状态下，能够高效地冷却铸件40。在附图的例中，在上模10以及下模20分别形成多条剖面U字形状的冷却水路WC。这样，上模10以及下模20分别分割地设置冷却水路WC，并且形成能够独立控制冷却水路WC的冷却水量的结构。
[0047]进而如图4所示，利用热电偶TC测定上模10以及下模20的内部的铸件40附近的温度。即，可以间接地测定铸件40的温度。因此，通过测定铸件40的温度，并且调整在上模10以及下模20的各模中的各冷却水路WC的冷却水量，能够将铸件40整体均匀冷却。另外，通过利用热电偶TC测定铸件40的温度，能够每次都以相同的温度开始铸件40的矫正，能够抑制产品间的偏差。此外，关于冷却水路WC的配置例将在后文中叙述。
[0048]接下来，参照图4、图5对本实施方式的铸件的矫正装置的动作进行说明。如图4所示，在载置于矫正装置的铸件40在冷却过程中达到规定的温度后，使上模10下降。由此，如图5所示，利用上模10与下模20夹住铸件40并进行矫正。如图3下侧的温度图表所示，在从开始加压起规定的期间，使冷却水在上模10以及下模20的内部不流动并加压铸件40。即，将铸件40维持在高温，利用测压元件12检测载荷，并以规定的最佳载荷矫正铸件40。
[0049]随后，如图5所示，保持对铸件40加压的状态，使冷却水在形成于上模10以及下模20的内部的冷却水路WC中流动，冷却铸件40 ο如上所述，利用热电偶TC测定铸件40的温度，并且调整在上模10以及下模20的各模中的各冷却水路WC的冷却水量。由此，能够将铸件40整体均匀冷却，抑制热变形。
[0050]通过以上的矫正装置的动作，在从铸造机取出的铸件40的冷却过程中，能够对达到规定的温度的铸件40进行冲压矫正。
[0051]接下来，参照图6、图7对铸件40的冷却温度的控制方法进行说明。图6是示出上模1中的冷却水路WC以及热电偶TC的配置例的俯视图、以及俯视图的各剖切线的剖视图。图7是示出铸件的冷却温度的控制方法的流程图。此外，在图6的俯视图中，为了容易区分冷却水路WC与热电偶TC而将热电偶TC以阴影示出。
[0052]首先，参照图6对上模10中的冷却水路WC以及热电偶TC的配置例进行说明。
[0053]如图6的俯视图所示，在上模10形成有相互独立的5组即共计10条冷却水路WC。如图6中的最下层以及下数第2层的剖视图所示，各冷却水路WC形成为剖面U字形状，使得冷却水从上模10的上面流入，通过下面附近后，从上面流出。
[0054]如图6的俯视图所示，具有这样的剖面U字形状的2条冷却水路WC经由I根热电偶TC在y轴方向上对置配置。此外，由这样的2条冷却水路WC与I根热电偶TC构成的组合在上模10的四角以及中央部配置共计5组。由于铸件40的中央部不易冷却，因此配置于上模10的中央部的2条冷却水路WC形成为比其他8条冷却水路粗。利用这样的结构，能够将铸件40整体均匀冷却。
[0055]如图6中的最上层以及上数第2层的剖视图所示，各热电偶TC为了测定铸件40的温度而被从上模10的上面插入至下面附近。利用热电偶TC测定铸件40的温度，并能够根据测定的铸件40的温度调整在设置于各热电偶TC的附近的2条冷却水路WC流动的冷却水的流量。如上所述，与5根热电偶TC对应的5组的冷却水路WC能够分别独立地进行调整。根据这样的结构，能够控制铸件40的各部位的冷却温度。其结果，能够将铸件40整体均匀冷却。
[0056]此外，由于下模20中的冷却水路WC以及热电偶TC与上模10相同，因此省略说明。另外，当然，图6所示的冷却水路WC以及热电偶TC的配置例不过为一例，冷却水路WC以及热电偶TC的配置并不局限于此。
[0057]接下来，参照图7对铸件40的冷却温度的控制方法进行说明。如图7所示，当冷却水在上模10以及下模20中开始流动，开始对铸件40的冷却后，利用热电偶TC测定时刻t的铸件40的温度(步骤ST51)。此处，时刻t是指从开始冷却起的经过时间。
[0058]接下来，判定测定的时刻t的铸件40的温度是否处于目标温度范围内(步骤ST52)。此处，时刻t的铸件40的目标温度及其允许误差范围可以预先通过准备试验等设定。在铸件40的温度处于目标温度范围内的情况下(步骤ST52:是)，不变更冷却水量，返回步骤ST51。
[0059]另一方面，在铸件40的温度未处于目标温度范围内的情况下(步骤ST52:否)，在变更冷却水量后(步骤ST53)，返回步骤ST51 ο具体地说，当铸件40的温度比目标温度范围高的情况下，增加冷却水量，当比目标温度范围低的情况下减少冷却水量。这样的控制分别由设置于各热电偶TC的附近的2条I组的冷却水路WC进行。因此，能够将铸件40整体均匀冷却。
[0060]如上所述，在本实施方式的铸件的加工处理方法中，趁着在铸造结束后铸件的温度还没有低于200 °C之前矫正铸件。由于在铸造时的铸件的冷却过程中矫正铸件，因此无需出于矫正的目的进行加热，作为铸件的加工处理方法整体在能效以及生产性方面优异。另夕卜，由于趁着铸件的温度还没有低于200°C之前矫正铸件，因此能够高精度地除去形变。即，本实施方式的铸件的加工处理方法能够高精度地除去形变，并且在生产性以及能效方面优升。
[0061 ](第2实施方式)
[0062]接下来，参照图8对本发明的第2实施方式的铸件的加工处理方法进行说明。图8是示出第2实施方式的铸件的加工处理方法的流程图。
[0063]在第I实施方式中，如图1所示，在从铸造机取出的铸件的冷却过程中，利用冲压机对达到规定的温度的铸件进行冲压矫正(步骤ST12)，然后例如利用剪断机对从冲压机取出的铸件的无用部分进行修边(步骤ST13)。与此相对，在第2实施方式中，如图8所示，在从铸造机取出的铸件的冷却过程中，在利用冲压机对达到规定的温度的铸件进行冲压矫正后，保持利用冲压机对铸件进行加压的状态对该铸件进行冷却，并且通过剪断机对从冲压机突出的铸件的无用部分进行修边(步骤ST22)。该步骤ST22为本实施方式的铸件的加工方法，包括铸件的矫正工序和修边工序。其他的结构与第I实施方式相同，因此省略说明。
[0064]图9是比较第I以及第2实施方式的铸件的加工处理方法并示出的示意性的温度图表。如图9上侧所示，在第I实施方式的加工处理方法中，在从矫正用的冲压机取出铸件后，例如向剪断机移送后再对铸件进行修边，因此需要时间。
[0065]与此相对，如图9下侧所示，在本实施方式的铸件的加工处理方法中，保持利用冲压机对铸件进行加压的状态对该铸件进行冷却，并通过剪断机对从冲压机突出的铸件的无用部分进行修边。即，详情将在后文中叙述，除了本实施方式的铸件的矫正装置冲压机之外，还具备剪断机，能够在矫正的同时进行修边。因此，在本实施方式中，能够缩短第I实施方式中的修边所需的时间，能够进一步提高作为铸件的加工处理方法整体的生产性。
[0066]另外，在使用本实施方式的铸件的加工处理方法的情况下，在制造设备方面，无需在第I实施方式中为必须的额外设置的剪断机，能够节约空间。
[0067]接下来，参照图10?图12对本实施方式的铸件的矫正装置的结构以及动作进行说明。图10?图12是示出第2实施方式的铸件的矫正装置的示意性的剖视图。图10表示在矫正装置中对铸件40加压前的状态。图11示出在矫正装置中对铸件40加压的状态。图12示出在矫正装置中剪断铸件40中的溢出部40a、料柄.浇道部40b等无用部分的状态。
[0068]首先，参照图10?图12对本实施方式的铸件的矫正装置的结构进行说明。第2实施方式的铸件的矫正装置除了具备相互对置配置的上模10以及下模20的冲压机之外，还具备剪断模30。在第2实施方式中，上模10能够沿上下方向移动，而且下模20能够经由活塞杆21通过伺服马达(未图示)沿上下方向移动。
[0069]在矫正时使上模10下降，由此利用上模10与下模20对铸件40加压并矫正。然后，在剪断时，保持利用上模10与下模20对铸件40加压的状态，使上模10以及下模20同步下降。由此，从上模10以及下模20突出的铸件40的无用部分(溢出部40a、料柄.浇道部40b)由被固定的剪断模30进行修边。
[0070]此外，可以构成为代替使上模10以及下模20下降，转而通过使剪断模30上升来剪断无用部分(溢出部40a、料柄.浇道部40b)。
[0071]接下来，参照图10?图12对本实施方式的铸件的矫正装置的动作进行说明。如图10所示，在载置于矫正装置的铸件40在冷却过程中达到规定的温度后，使上模10下降。由此，如图11所示，利用上模10与下模20夹住铸件40并进行矫正。如图9下侧的温度图表所示，在从开始加压起规定的期间，使冷却水在上模10以及下模20的内部不流动并加压铸件40。即，与第I实施方式相同，将铸件40维持在高温，利用测压元件12检测载荷，并以规定的最佳载荷矫正铸件40。
[0072]随后，如图11所示，保持对铸件40加压的状态，使冷却水在形成于上模10以及下模20的内部的冷却水路WC中流动，冷却铸件40。与第I实施方式相同，利用热电偶TC测定铸件40的温度，并且调整在上模1以及下模20的各模中的各冷却水路WC的冷却水量。由此，能够将铸件40整体均匀冷却，抑制热变形。
[0073]接下来，如图12所示，保持对铸件40加压的状态，使上模10以及下模20同步下降，利用被固定的剪断模30剪断铸件40的无用部分(溢出部40a、料柄.浇道部40b)。
[0074]通过以上的矫正装置的动作，在从铸造机取出的铸件40的冷却过程中，在对达到规定的温度的铸件40进行冲压矫正后，能够在冷却的同时对无用部分进行修边。
[0075]此外，本发明并不局限于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内适当变更。
[0076]例如，作为对象的铸件并不局限于压铸件，也可以是通过重力铸造、低压铸造的其他铸造方法形成的铸件。
[0077]另外，铸件的金属并不局限于铝，也可以是镁、铁的其他的金属或合金。
[0078]进而，制冷剂并不局限于冷却水，也可以是其他的制冷剂。
[0079]铸件的冷却单元也可以是向铸件喷射空气或其他的冷却气体。
[0080]由以上的本发明的说明可见，本发明能够进行各种变形。该变形不应看做超出了本发明的思想以及范围，另外所有的对于本领域技术人员不言自明的改进都应被涵盖于权利要求中。
【主权项】
1.一种铸件的加工处理方法，其中， 所述铸件的加工处理方法包括矫正工序，在该矫正工序中，趁着在铸造结束后铸件的温度还没有低于200 °C之前，开始利用冲压机对所述铸件进行加压。2.根据权利要求1所述的铸件的加工处理方法，其中， 所述铸件的加工处理方法还包括修边工序，在该修边工序中，保持利用所述冲压机对所述铸件进行加压的状态将所述铸件冷却至常温，并剪断所述铸件的无用部分。3.根据权利要求2所述的铸件的加工处理方法，其特征在于， 所述冲压机具备在内部形成有制冷剂流路的上模以及下模， 在对所述铸件进行冷却时，在所述制冷剂流路中流过制冷剂。4.根据权利要求3所述的铸件的加工处理方法，其特征在于， 在对所述铸件进行冷却时，测定所述铸件的温度，并基于测定到的所述温度调整所述制冷剂的流量。
【文档编号】B21D37/10GK106040786SQ201610213525
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月7日 公开号201610213525.2, CN 106040786 A, CN 106040786A, CN 201610213525, CN-A-106040786, CN106040786 A, CN106040786A, CN201610213525, CN201610213525.2
【发明人】田中芳贵, 横田祐介, 富田高嗣
【申请人】丰田自动车株式会社