压铸用铸造模具及其减压通道流导设定方法与流程

本发明涉及压铸用铸造模具及其减压通道流导设定方法。

背景技术：

以往，已知一种压铸用铸造模具，其为具有推出销的模具，设有与供模具的推出销插通的推出销插通部连通的压力测定用通道，在该压力测定用通道上直接连接有压力检测单元(例如，参照日本特开2006-26698号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-26698号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在日本特开2006-26698号公报中，由于在模具的外部配置有压力检测部，因此压力检测部很难受到熔融金属的热影响，能够抑制压力检测部的劣化。但是，由于利用供相对于型腔部以及模具滑动的推出销插通的插通部来测定型腔部的压力，因此，当模具周边的结构部分的密封性劣化时，空气容易从模具的外部进入，很难准确地检测型腔内部的压力。

鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种使用设置在熔融金属的热影响少的模具外部的减压通道上的压力检测部来准确地求出型腔部的真空度的减压通道流导因子计算装置、压铸用真空铸造模具以及减压通道流导设定方法。

用于解决课题的手段

[1]为了实现上述目的，本发明的减压通道流导因子计算装置，其是用于设定压铸用真空铸造模具中的减压通道的流导的减压通道流导因子计算装置，

所述压铸用真空铸造模具具备：

铸造模具，内部具有型腔部；

熔融金属供给单元，向所述型腔部供给熔融金属；

溢流部，在熔融金属流动的路径中，设置于所述型腔部的下游；

减压装置，经由所述溢流部对所述型腔部进行减压；

减压通道，连接所述溢流部和所述减压装置，具有位于所述铸造模具的内部的内部减压通道以及位于所述铸造模具的外部的外部减压通道；以及

压力检测部，检测所述外部减压通道的压力，

该减压通道流导因子计算装置的特征在于，

将确定由所述减压装置减压的空间的流导的、与所述空间的压力无关地根据所述空间的形状确定的因子，定义为流导因子，

由预先设定的所述减压装置的排气速度、根据所述型腔部的形状确定的型腔流导因子、根据所述溢流部的形状确定的溢流流导因子、根据所述减压通道的形状确定的减压通道流导因子、以及所述型腔部、所述溢流部和所述减压通道各自的内部空间的体积，求出表示所述型腔部的压力变化特性的型腔压力变化特性，

进一步，由所述减压装置的排气速度、所述减压通道的内部空间的体积以及所述减压通道流导因子，求出表示所述减压通道的压力变化特性的减压通道压力变化特性，

求出所述减压通道流导因子，使得分别表示所求出的所述型腔压力变化特性和所述减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下。

根据本发明，求出减压通道流导因子，使得分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下，因此，通过将减压通道构造成成为所求出的减压通道流导因子，例如，在根据减压通道的当前压力计算型腔部的当前压力时，与以往相比很难受到运算误差的影响，与以往相比可以更准确地求出型腔部的真空度。

[2]另外，本发明的减压通道模块可以构成为，具备减压通道流导因子计算装置、减压通道、压力检测部、以及在减压通道中选择性地插入设置任意其一的多种流导调整部，其中，基于由所述减压通道流导因子计算装置求出的所述减压通道流导因子，从多种所述流导调整部选择所述近似曲线的差为阈值以下的所述流导调整部。

根据这样的结构，选择流导调整部，使得分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下，因此，通过将减压通道构造成成为所求出的减压通道流导因子，例如，在根据减压通道的当前压力计算型腔部的当前压力时，与以往相比很难受到运算误差的影响，与以往相比可以更准确地求出型腔部的真空度。

[3]另外，本发明的压铸用真空铸造模具可以构成为，在减压通道上设置有流导调整部，以成为由减压通道流导因子计算装置求出的减压通道流导因子，使得所述近似曲线的差为阈值以下，其中，所述流导调整部具备膨胀部、节流孔部、弯曲部中的至少一个。

根据本发明，只要适当地选择为具备作为流导调整部的膨胀部、节流孔部、弯曲部中的至少一个，以成为所求出的减压通道流导因子即可，因此能够容易地使分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下。

[4]另外，在本发明的压铸用铸造模具中，优选的是，所述流导调整部设置在所述压力检测部的下游。根据该结构，流导调整部位于外部减压通道，因此，与在位于模具内部的内部减压通道上设置流导调整部的情况相比，容易进行流导调整部的调整。

[5]另外，本发明的压铸用铸造模具的减压通道流导设定方法，

所述压铸用铸造模具具备：

铸造模具，内部具备型腔部；

熔融金属供给单元，向所述型腔部供给熔融金属；

溢流部，在熔融金属流动的路径中，设置于所述型腔部的下游；

减压装置，经由所述溢流部对所述型腔部进行减压；

减压通道，连接所述溢流部和所述减压装置，具有位于所述铸造模具的内部的内部减压通道以及位于所述铸造模具的外部的外部减压通道；以及

压力检测部，检测所述外部减压通道的压力，

该减压通道流导设定方法的特征在于，

将确定由所述减压装置减压的空间的流导的、与所述空间的压力无关地根据所述空间的形状确定的因子，定义为流导因子，

由预先设定的所述减压装置的排气速度、根据所述型腔部的形状确定的型腔流导因子、根据所述溢流部的形状确定的溢流流导因子、根据所述减压通道的形状确定的减压通道流导因子、以及所述型腔部、所述溢流部和所述减压通道各自的内部空间的体积，求出表示所述型腔部的压力变化特性的型腔压力变化特性，

进一步，由所述减压装置的排气速度、所述减压通道的内部空间的体积以及所述减压通道流导因子，求出表示所述减压通道的压力变化特性的减压通道压力变化特性，

调整所述减压通道流导因子，使得分别表示所求出的所述型腔压力变化特性和所述减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下。

根据本发明，求出减压通道流导因子，使得分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下，因此，通过将减压通道构造成成为所求出的减压通道流导因子，例如，在根据减压通道的当前压力计算型腔部的当前压力时，与以往相比很难受到运算误差的影响，与以往相比可以更准确地求出型腔部的真空度。

[6]此外，在本发明中，优选的是，具备预先存储有用于调整所述减压通道的流导系数的多种流导调整部的存储部，选择所述流导调整部，使得分别表示所求出的所述型腔压力变化特性和所述减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下，输出所选择的所述流导调整部。

根据本发明，仅通过从多种流导调整部选择输出至显示器等的流导调整部并安装于减压通道，就能够容易地将减压通道的流导因子调整为适当的值。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的压铸用真空铸造模具的示意图。

图2是表示调整减压通道流导因子之前的状态的曲线图。

图3是表示减压通道流导因子未成为阈值以下的状态的曲线图。

图4是表示减压通道流导因子成为阈值以下的状态的曲线图。

图5是表示型腔流导因子为1.0×10^-3m³时的、能够降低至目标压力的减压通道流导因子的曲线图。

图6是表示型腔流导因子为1.0×10^-2m³时的、能够降低至目标压力的减压通道流导因子的曲线图。

具体实施方式

[结构]

图1示出了本发明的实施方式的真空压铸用的铸造模具1。铸造模具1具有定模10和动模20。动模20配设在定模10的图中左侧，相对于定模10沿图中横方向进退自如。在定模10与动模20彼此的相对面上，分别形成有构成型腔部30的凹部11、21。

当使动模20朝向定模10侧前进时，铸造模具1合模而在内部形成型腔30。另外，在铸造模具1上设置有位于定模10与动模20之间并构成型腔部30的一部分的滑动模(未示出)。另外，在铸造模具1上安装有密封板(未示出)，该密封板将合模状态下的定模10与滑动模(未示出)之间、以及动模20与滑动模(未示出)之间的各边界覆盖并密闭。

另外，为了防止空气从与铸造模具1的型腔部30连通的推出销(未示出)周边的间隙泄漏，而将推出销(未示出)的周边密封或连接到减压通道60。

定模10上设置有能够向型腔部30供给熔融金属的熔融金属供给单元40。在动模20上设置有溢流部50，其在熔融金属流过的路径中位于型腔部30的下游。在溢流部50中设置有用于拦截熔融金属的截止阀51。另外，在溢流部50上，经由减压通道60连接有减压装置70。

减压通道60具备位于铸造模具1的内部的内部减压通道61和位于铸造模具1的外部的外部减压通道62。在外部减压通道62的与内部减压通道61连接的一侧的端部设置有压力检测部80，该压力检测部80由检测减压通道60的压力的压力传感器构成。通过将压力检测部80配置于铸造模具1的外部，抑制了铸造模具1向压力检测部80的热传递。

另外，在外部减压通道62中设置有流导调整部90，其在减压装置70的排气路径中位于比压力检测部80靠下游的位置。流导调整部90具备扩径部、节流孔部、弯曲部中的至少一个，分别由流导因子cf的值不同的多种构成。开设于外部减压通道62的流导调整部90能够根据减压通道60所要求的减压通道流导因子cf而适当选择。

由压力检测部80检测出的压力信号被发送到减压通道流导计算装置110。减压通道流导计算装置110是由cpu、存储器等构成的电子单元，通过由cpu执行保存在存储器中的计算用程序，发挥基于减压通道60的压力计算型腔部30的压力的功能。

在此，将确定由减压装置70减压的空间的流导c的、与空间的压力无关地根据空间的形状确定的因子，定义为流导因子cf。

流导c是气体的流动容易度，流导c随着真空度的变化而时刻变化。例如，在直径d、长度l的圆筒管内流动的粘性流的流导c一般由下式(1)求出。

c＝1349d⁴p/l(m³/s)…式(1)

其中，d：圆筒管的直径(m)、l：圆筒管的长度(m)、p：平均压力(pa)。

然后，在求出模具1内、减压通道60内的流导c的因子中的、与压力无关地仅根据模具1内、减压通道60内的形状确定的因子即流导因子cf(或流导系数)为，将式(1)除以平均压力p(pa)的下式(2)。

cf＝1349d⁴/l(m³)…式(2)。

减压通道流导计算装置110能够由预先设定的减压装置70的排气速度、根据型腔部30的形状确定的型腔流导因子、根据溢流部50的形状确定的溢流流导因子、根据减压通道60的形状确定的减压通道流导因子、型腔部30、溢流部50和减压通道60各自的内部空间的体积、以及由压力检测部80检测出的压力，求出表示型腔部30的随着时间经过的压力变化特性的型腔压力变化特性。

另外，减压通道流导计算装置110能够由减压装置70的排气速度、减压通道60的内部空间的体积以及减压通道流导因子，求出表示减压通道60的随着时间经过的压力变化特性的减压通道压力变化特性。

然后，减压通道流导计算装置110能够求出为了使分别表示所求出的型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下而要求的减压通道流导因子。

在减压通道流导计算装置110中内置有将多种流导调整部90与自身的流导因子建立对应并预先存储的存储部111。而且，减压通道流导计算装置110基于所求出的减压通道流导因子，从存储部111选择适当的流导调整部90，向显示器等引导部120输出所选择的流导调整部90的信息。由此，使用者能够容易地选择适当的流导调整部90并安装于外部减压通道62。

另外，由减压通道流导因子计算装置110、减压通道60、压力检测部80、以及在减压通道60中选择性地插入设置任意其一的多种流导调整部90构成减压通道模块100。

[操作/方法]

虽然根据铸造的部件、铸造装置，铸造条件是各种各样的，但可以预先求出能够抑制铸件气孔缺陷的型腔内的真空度。在本实施方式中，可知在汽车的气缸体等大型铸件、覆盖驱动系统的壳体部件等的铸造中，为了防止铸件气孔缺陷，必须使型腔部内的真空度为20kpa以下。

可是，成为铸件气孔缺陷的原因的气体，有由型腔部30内的空气、熔融金属产生的气体、熔融金属与模具1的表面的脱模剂接触而产生的气体等。

因此，在压铸用真空铸造模具中，在将模具1闭模并对构成熔融金属供给单元40的被称为压射套的部分进行浇注后，在型腔部30内注射熔融金属的压射冲头(熔融金属供给单元40的构成要素之一)密封压射套的浇注口的时刻，开始型腔内的减压。此后，当型腔部30达到规定的目标压力时，开始向型腔部30内浇注，但真空停止时刻有各种方法。

作为例子，有如下方法：在型腔部30内填充熔融金属后，进行减压，直至检测到熔融金属到达在熔融金属流过的路径中设置在型腔部30的下游的溢流部50、并关闭设置在溢流部50上的截止阀51的方法；刚要向型腔30内浇注之前关闭截止阀51的方法；不具备将熔融金属截止的阀而在内部减压通道61上设置用于使熔融金属冷却凝固的冷却通风口的方法等。

虽然溢流部50的形状因铸造模具1而多种多样，但为了使浇注时与模具1接触而冷却凝固的缺陷部分、包含夹带的气体的缺陷部分排出到型腔30外而不使熔融金属喷射到模具1外，其具备阻止熔融金属的功能。

溢流部50通常具备适度的体积和将熔融金属截止的截止阀51，且设置在模具1内部的有限部位，能够基于cae(computeraidedengineering：计算机辅助工程)等的模拟结果，求出适当的结构及体积、流路长度。

在此，对产品进行成型的型腔部30具备比较大的体积，相对于此，溢流部50及内部减压通道61与型腔部30相比，体积、截面积等流导因子较小。因此，在通过减压装置70从与溢流部50连接的减压通道60进行抽真空时，内部减压通道61、溢流部50被急剧减压，相对于此，型腔部30减压至目标压力需要时间。

因此，为了缩短型腔部30的减压时间，通过将内部减压通道61、溢流部50的内部空间的体积、截面积这样的流导因子设定得较大，对是否无法加快型腔部30的减压所需的时间进行了实验。

而且，在为了避免热影响而在模具1外设置压力检测部80的情况下，为了准确地预测型腔部30内的真空度，需要考虑由溢流部50与型腔部30的排气阻力的不同引起的压力变化特性的差异、以及由连接溢流部50和减压装置70的减压通道60的排气阻力的不同引起的压力变化特性的差异，来进行压力检测部80的检测值的修正。

而且，在汽车的气缸体等大型铸件、覆盖驱动系统的壳体部件等汽车制品的铸造中，如上所述，可知为了防止铸件气孔缺陷而需要预先使铸造前的型腔部30的真空度为20kpa以下。

另外，用于铸造汽车部件的型腔部30的流导因子大致为1.0×10^-3至1.0×10^-2左右。

因此，铸造1.0×10^-3左右的气缸体等大型部件时，若预先求出溢流部50的流导因子，则能够求出减压通道60所需的流导因子，使得型腔部30达到目标压力为止的压力变化特性即型腔压力变化特性与减压通道60达到目标压力为止的压力变化特性即减压通道压力变化特性各自的近似曲线的差为阈值以下。

其中，减压通道流导因子并不是越大越好，当位于比压力检测部80靠下游侧的外部减压通道62的流导因子过大时，下游的外部减压通道62的抽吸速度过快，从而配置有压力检测部80的部分的压力与型腔部30相比会急速降低，且压力检测部80与型腔部30的压力差会变得过大。因此，为了使压力检测部80和型腔部30的压力差不会变得过大，需要设定减压通道流导因子。

在本实施方式中，溢流部50的流导因子被设定为4.0×10^-4。而且，如图5所示，可知作为减压通道60的流导因子，选择5×10^-3(m³)、1×10^-3(m³)、5×10^-4(m³)、5×10^-5(m³)这四种，当求出型腔部30的真空度和减压通道的真空度时，为了使型腔流导因子为1.0×10^-3的型腔部30的真空度为目标压力即20kpa以下，需要将减压通道60的流导系数调整到5.0×10^-5左右。另外，图5和图6的横轴表示溢流部50的流导因子，纵轴表示压力。横轴的溢流流导因子用对数刻度表示。纵轴的压力表示随着朝向附图上方压力变高，横轴的溢流流导因子表示随着从左侧朝向右侧流导因子变高。

同样地，如图6所示，可知在铸造型腔部30的流导因子为1.0×10^-2的壳体部件等的情况下，相对于溢流部50的流导因子4.0×10^-4，同样需要将减压通道60的流导因子调整到5.0×10^-4以下。

因此，在本发明的铸造模具1中，在减压通道60中设置有流导调整部90。具体而言，在增大流导因子cf的情况下，优选在减压通道60设置扩径部。另外，在希望减小流导因子cf的情况下，优选设置节流孔部、弯曲部等。

然后，求出减压通道传导因子，使得分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下。阈值例如为0.5kpa～20kpa。然后，选择流导调整部90并安装于外部减压通道62，以成为所求出的减压通道流导因子。

[作用效果]

根据本实施方式的压铸用真空铸造模具，求出减压通道传导因子，使得分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下。图2至图4表示将减压通道流导因子调整为阈值以下的过程。图2表示调整减压通道流导因子前的状态。可知各近似曲线的差打开得较大。图3表示调整减压通道流导因子而稍微接近阈值的状态。图4表示调整减压通道流导因子而成为阈值以下的状态。从图2到图4可知，各近似曲线的差变小。

而且，如图4所示，在本实施方式中，求出减压通道传导因子，使分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下，因此，通过将减压通道60构造成成为所求出的减压通道流导因子，例如，在根据减压通道60的当前压力计算型腔部30的当前压力时，与以往相比很难受到运算误差的影响，与以往相比可以更准确地求出型腔部30的真空度。

另外，根据本实施方式，只要适当地选择为具备作为流导调整部的膨胀部、节流孔部、弯曲部中的至少一个，以成为所求出的减压通道流导因子即可，因此能够容易地使分别表示型腔压力变化特性和减压通道压力变化特性的各近似曲线的差为阈值以下。

另外，在本实施方式的压铸用铸造模具中，流导调整部90设置在压力检测部80的下游。由此，流导调整部90位于外部减压通道62，因此，与在位于模具1内部的内部减压通道61上设置流导调整部的情况相比，容易进行流导调整部90的调整。

另外，根据本实施方式，仅通过从多种流导调整部按照指示选择输出至显示器等引导部120的流导调整部90并安装于减压通道60，就能够容易地将减压通道流导因子调整为适当的值。

另外，在本实施方式的压铸用铸造模具中，通过流导调整部90适当地调整减压通道60的流导，因此能够使型腔部30迅速降低至目标压力。

另外，本发明的流导调整部不限定于扩径部、节流孔部、弯曲部，只要是能够调整流导因子的部件，也可以是流量调整阀等其他部件。

另外，在本实施方式中，对流导调整部90设置于外部减压通道62的情况进行了说明，但本发明的流导调整部不限于此，例如，即使将流导调整部设置于内部减压通道61、流导调整部位于压力检测部的上流侧，也能够实现本发明的“与以往相比可以更准确地求出型腔部的真空度”这一作用效果。

另外，引导部120不限于显示器，也可以是其他部件。例如，也可以是语音引导、亮灯、代码通知等。

标号说明

1：模具；10：定模；11：凹部；20：动模；21：凹部；30：型腔部；40：熔融金属供给单元；50：溢流部；51：截止阀；60：减压通道；61：内部减压通道；62：外部减压通道；70：减压装置；80：压力检测部；90：流导调整部；100：减压通道模块；110：减压通道流导因子计算装置；111：存储部；120：引导部。