专利名称：铸造用金属模的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成形出铸件制品的铸造用金属模。详细地说，涉及开模容易，并且能够在所希望的位置形成所希望的数量的浇口的铸造用金属模。
背景技术：
铸造是一种在具有制品形状的型腔(成形空间)的铸模(金属模、砂模等)中填充金属熔液，使其金属熔液冷却·固化而获得制品的成形方法，能够在一个工序中制造出复杂形状的制品，所以用于例如气缸体、横梁、车轮等汽车用零部件的制造。
而且，近年来，一直进行利用具有多个浇口的铸造用金属模(以下仅称为金属模)的铸造(特开平5-269563号公报等)。由于这种铸造用金属模从多个浇口向金属模内注入金属熔液，具有金属熔液在金属模内流动的距离短，金属熔液的温度降低小的特征，并且具有熔液在金属模内流动性良好，铸造缺陷少，能够对应于薄壁制品的优点。
另一方面，具有多个浇口的铸造用金属模具有金属熔液暴露在外部空气中的部分多，该部分容易氧化的缺点。因此，多采用使浇口开口在型腔的外周上，通过内浇道连通型腔和浇口的结构。根据这种结构，通过在浇口处使用金属网等，氧化膜保持于在后面的工序中被切除的浇口部上，所以与将浇口直接开口在型腔上的结构相比氧化膜不易残留在制品表面上。
另外，在铸造中，多采用由多个模具构成的分割结构的铸造用金属模，在将各个模具组合的状态下进行铸造。若采用这种结构，则在铸造后可将这些模具分开而进行开模，制品的取出容易。
例如，在采用金属模铸造成形出汽车用的车轮的情况下，其金属模通常是分成具有浇口的下模和与其合模的上模以及边模，考虑到加工的容易性，在下模和边模的分模面(以下将分模面也称为PL(分模线，parting line)面)上形成作为连通型腔和浇口的金属熔液流路的内浇道。
以往，作为内浇道的结构，采用刻入下模和边模，在下模和边膜上分别形成接通浇口和型腔的凹部的结构。这是由于为了使金属模能够容易不干扰制品地滑动的缘故。
例如，图3中示出了在制作图4(立体图)以及图5(剖视图)中所示的车轮41的情况下使用的金属模的一例。车轮41具有薄壁的轮缘(外轮缘43和内轮缘42)以及壁较厚的轮辐44。成形出这种轮子的图3中所示的铸造用金属模111包括具有浇口118的下模103，与下模103合模、进而(在未图示的垂直方向的分模面上)分成两个的边模102，以及与下模103和边模102合模的上模101，能够通过使边模102朝向金属模外侧滑动而进行开模。
在铸造用金属模111上要与由流道117、浇口118、内浇道119构成的浇铸系统107相配合地设置分割的边模102彼此的PL面。这是由于，虽然凝固时形成金属熔液从型腔向内浇道119突出的冒口部，但通过这样设置使该冒口部不会与边模102咬合而妨碍边模102的滑动。
为了使在内浇道119上凝固的金属熔液不妨碍边模102的移动，例如可考虑增加边模102的分割数，或者使浇铸系统107在边模102的移动方向上取向，但均使金属模的结构复杂，因而是不理想的。
由于这种情况，在以往结构的铸造用金属模中浇铸系统的形成位置和数量受到限制。本来，考虑到熔液的流动性而希望与制品形状相对应地在所希望的位置上形成所希望的数量的浇铸系统，但由于这是不可能的，所以金属模设计的自由度降低，结构受到限制，在这一点上以往结构的金属模存在问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术中的问题而提出的，其目的在于提供开模容易，并且能够在所希望的位置上形成所希望的数量的浇铸系统。
经过锐意探讨的结果发现，在分割结构的铸造用金属模中，通过由形成在下模上的凹部和边模的没有凹凸的平面部构成内浇道可达到上述目的，从而完成了本发明。
即，根据本发明，提供一种铸造用金属模，包括具有至少一个浇口的下模，与下模合模而形成型腔的上模，与下模以及上模合模而形成型腔、至少分割成两个的边模，其特征是，连通型腔和浇口的内浇道是其上表面由边模的平面部构成，其他的表面由下模的凹部构成，避开了至少分割成两个的边模彼此的分模面。
在本发明中，边模的平面部优选地是从型腔的中心一侧朝向金属模的外部一侧稍稍向下方倾斜。另外，边模的平面部优选地是包围型腔外周地连续形成。而且，边模的平面部优选地是由分割嵌套形成。
图1(a)、图1(b)为表示本发明的铸造用金属模的一实施方式的说明图，图1(a)为示意俯视图，图1(b)为图1(a)中A-A’向示意剖视图，图1(c)为图1(a)中B-B’向示意剖视图。
图2为说明本发明的铸造用金属模的一实施方式的说明图，是作为成形对象的铸件为车轮时的剖视图。
图3为表示以往的铸造用金属模的一例的图，是作为成形对象的铸件为车轮时的剖视图。
图4为表示由铸造用金属模成形出的铸件的一例的图，是车轮的立体图。
图5为图4中所示的车轮的C-C’向剖视图。
图6为表示本发明的铸造用金属模的其他实施方式的说明图，是作为成形对象的铸件为车轮时的内浇道部分的放大剖视图。
具体实施例方式
以下，对本发明的铸造用金属模加以详细说明。另外，在本说明书中，将内浇道、浇口和流道称为浇铸系统。金属熔液流路表示内浇道至流道。设置在下模上的凹部在从外侧对下模进行单独观察时表现为凹陷，该凹部作为孔而贯通下模地形成金属熔液流路。
(1)本发明的铸造用金属模的特征本发明的铸造用金属模是由具有至少一个浇口的下模，与下模合模而形成型腔的上模，以及与下模和上模合模、形成型腔并至少分割成2个的边模构成的铸造用金属模。而且，本发明的铸造用金属模的特征是，连通型腔和浇口的内浇道的上表面由边模的平面部构成，上表面以外的其他表面由设置在下模上的凹部构成，并且该内浇道(即包含内浇道的浇铸系统)位于避开至少分割成2个的边模彼此的分模面的位置。
换句话说，本发明的铸造用金属模是通过由边模的没有凹凸的表面封闭下模的凹部上侧而形成内浇道的，具有内浇道以下模和边模的PL面为基准而仅刻在下模一侧上的结构。这样一来，从型腔突出并凝固的金属熔液(冒口部)不会与边模咬合，边模的滑块不会受到妨碍，所以开模容易。
另外，由于从型腔突出而凝固的金属熔液不会与边模咬合，所以不必一定要使浇铸系统与边模彼此的PL面相配合。即，浇口的形成位置和数量没有限制，能够与制品形状相对应地在所希望的位置上形成所希望的数量的浇口。本发明的铸造用金属模在金属模设计的自由度高，其结构没有限定。
另外，由于可通过由下模和边模形成内浇道，仅在下模上形成凹部，边模是以没有凹凸的平面部构成内浇道的简单的结构而获得上述效果，所以无需增加金属模的分割等使铸造用金属模为复杂的结构。
(2)本发明的铸造用金属模的结构参照图1(a)～(c)对本发明的铸造用金属模加以说明。另外，本发明如上所述，是一种由具有至少一个浇口的下模，与下模合模而形成型腔的上模以及与下模和上模合模而形成型腔的至少分割成2个的边模构成的铸造用金属模，既不是限定在用于获得车轮作为铸件的情况下的金属模，也不是限定在以下的实施方式中的金属模。
铸造用金属模是由SKD61或延性铸铁构成的具有制品形状的型腔的金属模。例如，图1(a)～图1(c)中所示的铸造用金属模1具有穹顶状的型腔。
铸造用金属模1是分割结构的金属模，包括具有开口在型腔(成形体部8a成形空间)的外周的四个浇口5的下模6，与下模6合模、同时分割成2个的边模2a、2b，以及与下模6和边模2a、2b合模的上模7这至少三种模具。但是，在本发明中，上模、下模、边模各模具的分割数并不受到限制，也可以是各模具均存在两个以上。另外，这些模具还可以是包含嵌套的结构。
①下模本发明中所说的下模是在连接在供料机(将金属熔液向铸造用金属模供应的管状部件)上的状态下被固定，具有将从供料机供应的金属熔液注入铸造用金属模内的浇铸系统的分割模。
为了通过金属熔液在铸造用金属模内的流动性，减少铸造缺陷，使其能够与薄壁制品相对应，下模优选地具有多个浇口。在图1(a)中所示的下模6中，具有相对于型腔的中心以90°的间隔配置的四个浇口5。
另外，为了防止氧化膜残留在制品表面上，下模不是将上述多个浇口直接开口在型腔内，而是开口在型腔的外周上。图1(a)中所示的下模6使四个浇口5开口在比构成穹顶状型腔的底面的圆更靠外的外周上。
在下模上形成有接通浇口和型腔的凹部。该凹部是成为连通浇口和型腔的内浇道的部分，在开模的状态下上方是开口的，但当闭模时，上方由边模的没有凹凸的平面部封闭，形成内浇道。虽然对下模上具备的凹部的形状没有特别的限定，但通常形成槽状。
②边模本发明中所说的边模是合模在下模和上模上的模具，至少分割成两个，通过滑动而开模·闭模。另外，「合模」表示两个以上的模具经由PL面而抵接。
边模必须是将与下模的PL面抵接的部分作成为没有凹凸的平面部的结构。该平面部起到封闭下模的上方的盖体的作用，构成连通浇口和型腔的内浇道的一部分。这种结构由于是内浇道以下模和边模的PL面作为基准刻在边模一侧上，所以能够防止从型腔突出而凝固的金属熔液(冒口部8b)与边模咬合的事态。
为了获得上述效果，虽然至少相当于下模的凹部上方的部分由边模的没有凹凸的平面部构成即可，但该边模的平面部优选地是包围型腔的外周地连续形成。这样一来，不必增加边模的分割等使铸造用金属模的结构复杂，能够以简单的结构获得本发明的效果。
又，优选地，边模的平面部从型腔的中心侧朝金属模的外部侧稍稍向下方倾斜，边模的平面部包围型腔的外周地连续形成。这是为了能够更加平滑地进行开模·闭模。
另外，优选地是由分割嵌套形成边模的平面部，这是由于虽然边模的平面部成为构成要素的内浇道通常是横截面积较小，但通过设置嵌套，使热传导变缓而不易散热，能够使内浇道最后固化，从而凝固收缩时的金属熔液补充性得以提高的缘故。
本发明的铸造用金属模对于上述结构之外的条件没有特别的限制，能够采用所希望的结构。例如，可根据需要，形成用于确保制品的完整性的冒口或气眼等。
本发明的铸造用金属模能够以组装在以往公知的各种铸造装置中的形式使用。铸造装置的种类没有特别限定，例如能够以组装在低压铸造装置中的形式使用。
(实施例)以下，以铸造图4、图5中所示的车轮41的铸造用金属模为例，参照图2对本发明的实施方式进行更详细的说明。当然，本发明并不仅限于图示的方式。
图2中所示的铸造用金属模11是低压铸造方法中采用的具备多个浇铸系统的铸造用金属模，铸造用金属模11连接在作为金属熔液从未图示的保持炉被推入金属模时的流路的供料机25上。铸造用金属模11由形成作为成形空间的型腔24的上模21，边模22，以及下模23构成，用于由厚壁的轮辐44和薄壁的轮缘(内轮缘42以及外轮缘43)构成的车轮41的铸造。型腔24由成形出厚壁的轮辐44的型腔12和成形出薄壁的轮缘的型腔13构成。
形成型腔12的面由上模21和下模23构成，另外，形成型腔13的面由上模21和边模22构成。而且，虽然图中未示出，但边模22设置成包围型腔13，在垂直(纵)方向上分割成两个。
铸造用金属模11具备浇铸系统27、28，所述浇铸系统27、28由向型腔24供应金属熔液的浇口18，从供料机25到浇口18之间的作为金属熔液流路的流道17，从浇口18到型腔24之间的内浇道19构成。浇铸系统27连接在成形出轮缘的型腔13上，在此，本发明的特征被具体化。另一个浇铸系统28连接在型腔24中成形出轮辐的型腔12上。
图4、图5中所示的成形出车辆用车轮41的铸造用金属模11的情况下，虽然图中未示出，但浇铸系统27设置多个系统，以等间隔连接在成形出轮缘的圆筒状型腔13的圆周上，在型腔13中，优选地设置与轮缘44的数量相同的五处的浇铸系统，以使在相当于轮辐44与外轮缘42连接的部分的部位具备浇口18。在填充金属熔液时，金属熔液的移动距离比中心浇口方式的金属模短，填充更加容易进行，不易发生充模不足，同时熔液填充所需的时间缩短，整个铸造工序所需的时间也缩短，能够实现铸件制品生产的生产能力提高。
如上所述，在两个浇铸系统27、28中，浇铸系统27中发现了本发明的特征。以下，对浇铸系统27加以说明。
在浇铸系统27中，流道17形成在下模23内，与其连续的内浇道19由下模23的凹部33和边模22的平面部32形成。凹部33在开模的状态下是上方开口的，但当闭模时，上方由边模22的没有凹凸的平面部32封闭而形成内浇道19。
边模22的平面部32起到封闭下模23的上方的盖体的作用，构成连通浇口18和型腔24(型腔13)的内浇道19的一部分。而且，从型腔24(型腔13)一侧朝向金属模外部一侧稍稍向下方倾斜。另外，如上述那样，浇铸系统27等间隔地以连接在成形出轮缘的圆筒状型腔13的圆周上的方式设置多个系统，与之对应，边模22的平面部32包围型腔13的外周地连续形成。
通过采用上述的结构，由于内浇道19以下模23和边模22的PL面为基准刻在边模22一侧上，所以从型腔13突出并凝固的金属熔液(冒口部)不会与要开模的边模22咬合，而且下模23与边模22不易磨擦，从而能够顺利地开模。
接着，对在构成内浇道的面上设置分割嵌套的情况加以说明。
图6为放大表示除了设置分割嵌套之外与图2中所示的铸造用金属模11相同的金属模的内浇道附近的剖面的图。连接型腔13和浇口18的内浇道19由下模23的凹部33和稍稍倾斜的边模22的平面部32形成，如图所示，在边模22的内部夹着空隙部35地组装有分割嵌套34。而且，平面部32由该分割嵌套34构成。另外，空隙部35既可以原封不动地作为(空气填充)空间，也可以填充隔热材料。
内浇道19是向型腔24注入金属熔液的部分，虽然截面积减小，但通过设置分割嵌套34，不易从在内浇道19中移动的金属熔液散热，能够延迟内浇道19中的固化，所以向型腔24的凝固收缩时的金属熔液补充性得以提高。其结果，不易产生缩孔等铸造缺陷，能够防止车轮的机械性质降低。
产业上的可利用性如上所述，本发明的铸造用金属模由于是由形成在下模上的凹部和边模的没有凹凸的平面部构成内浇道，所以开模容易，并且能够在所希望的位置上形成所希望的数量的浇口。
权利要求
1.一种铸造用金属模，包括具有至少一个浇口的下模，与上述下模合模而形成型腔的上模，与上述下模以及上模合模而形成型腔、至少分割成两个的边模，其特征是，连通上述型腔和上述浇口的内浇道是其上表面由上述边模的平面部构成，其他的表面由上述下模的凹部构成，避开了上述至少分割成两个的边模彼此的分模面。
2.如权利要求1所述的铸造用金属模，其特征是，上述边模的平面部从上述型腔的中心一侧朝向金属模的外部一侧稍稍向下方倾斜。
3.如权利要求1所述的铸造用金属模，其特征是，上述边模的平面部由分割嵌套形成。
全文摘要
本发明提供一种铸造用金属模(1)，包括具有四个(至少一个)浇口(5)的下模(6)，与下模(6)合模而形成型腔的上模(7)，与下模(6)以及上模(7)合模而形成型腔、分割(成至少两个)的边模(2a、2b)。铸造用金属模(1)的连通型腔(成形体部(8a)成形空间)和浇口(5)的内浇道(4)的上表面由边模(2a、2b)的平面部构成，内浇道(4)的其他面由下模(6)的凹部构成，内浇道(4)避开了边模(2a、2b)彼此的分模面(3)。这种铸造用金属模(1)开模容易，并且能够在所希望的位置上形成所希望的数量的浇铸系统。
文档编号B22D18/04GK1671494SQ0381811
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月29日 优先权日2002年7月29日
发明者青木达也 申请人:旭技术株式会社