铸模和铸造件的制造方法与流程 专利技术说明

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及铸模和铸造件的制造方法。背景技术：2.在具备型芯的铸模中，已知的是，为了在通过型芯形成的铸造件的表面上形成凹部，使缸体伸长，而使销插入到型芯中。在专利文献1的制造铸造件的方法中，缸体动作的距离是位于型芯外的销贯通型芯而从型芯露出为止的距离。3.现有技术文献4.专利文献5.专利文献1：日本特开第2013-128961号公报技术实现要素：6.发明要解决的技术问题7.然而，在上述现有技术中，存在使缸体动作的距离变长的问题。当使缸体动作的距离变长时，铸模的装模高度随之变大，需要增大铸模本身。8.本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供能够缩短缸体动作的距离的铸模和铸造件的制造方法。9.用于解决技术问题的方案10.为了实现该目的，本发明的铸模具备：模具；第一型芯，配置于模具，向第一方向滑动；第二型芯，配置于第一型芯，向第二方向滑动；以及缸体，配置于模具。第二型芯包括承接部，所述承接部配置于第二型芯的第二方向的相反侧。承接部在第一型芯向第一方向滑动时，位于缸体伸长的轨道上。当缸体伸长时，承接部被缸体推压，第二型芯向第二方向滑动而露出到第一型芯外。11.在铸造件的制造方法中，向本发明的铸模中倒入熔液来成型。12.发明效果13.根据第一方面的铸模，当缸体伸长时，承接部被缸体推压，第二型芯向第二方向滑动而露出到第一型芯外。因此，能够将缸体动作的距离设为第二型芯被缸体推压而露出到第一型芯外为止的距离。因此，能够缩短在第二型芯露出到第一型芯外时的缸体动作的距离。14.根据第二方面的铸模，当缸体收缩时，承接部被对置部推压，第二型芯向第二方向的相反侧滑动而进入到第一型芯中。因此，除第一方面的铸模发挥的效果之外，还能够防止第二型芯直接留在第一型芯外。15.根据第三方面的铸模，缸体的前端位于模具与第一型芯之间的空间。因此，除第一方面或第二方面的铸模发挥的效果之外，还能够进一步缩短在第二型芯露出到第一型芯外时的缸体动作的距离。16.根据第四方面的铸模，由于弹性体的朝向第二方向的相反侧的复原力施加到第二型芯，因此只要解除缸体推压承接部的力，就能够维持第二型芯进入第一型芯中的状态。因此，除第一方面至第三方面中任一方面的铸模发挥的效果之外，还能够容易地进行在第二型芯进入第一型芯中时的缸体的动作。17.根据第五方面的铸造件的制造方法，由于向第一方面至第四方面中任一方面的铸模中倒入熔液来成型，因此能够发挥与第一方面至第四方面中任一方面的铸模所发挥的效果相同的效果。附图说明18.图1是一实施方式中的铸模的局部剖面图。19.图2的(a)是将由图1的iia所示的范围放大后的铸模的局部剖面图，20.图2的(b)是沿图2的(a)的iib-iib线截取的缸体的剖面图，图2的(c)是从图2的(a)的箭头iic方向观察的第二型芯的局部侧视图。21.图3的(a)是第一型芯配置于模具、缸体伸长之前的状态下的铸模的局部剖面图，图3的(b)是缸体从图3的(a)的状态伸长后的状态下的铸模的局部剖面图。22.附图标记说明23.10铸模；20模具；50第一型芯；60第二型芯；64承接部；73弹性体；80缸体；88对置部；89止转机构。具体实施方式24.以下，参照附图说明本发明的优选的实施方式。图1是一实施方式中的铸模10的局部剖面图。在图1中，省略了流道、分流子、冷却管、推出销以及浇铸口衬套等的图示(图2的(a)至图3的(b)中也同样)。并且，图1省略了铸模10的右侧和上侧的图示，以未闭模的状态示出。进而，在图1中，为了便于观察图，省略了第二型芯60、螺钉71以及缸体80的后端侧的剖面的图示(图2的(a)至图3的(b)也同样)。25.铸模10例如用于压铸铸造、重力铸造、高压铸造以及低压铸造。铸模10具备模具20，模具20包括第一模具30和相对于第一模具30在开闭方向上相对移动的第二模具40。第一模具30具备第一主模31和配置于第一主模31的第一镶件模32。第二模具40具备第二主模41和配置于第二主模41的第二镶件模42。第二模具40相对于第一模具30在闭合方向上相对移动而使铸模10闭模。26.第一主模31和第二主模41的材料使用机械结构用碳素钢、铸钢、铸铁。第一镶件模32和第二镶件模42的材料使用可耐受在成型铸造件时倒入铸模10中的熔液的温度的耐熔损性和耐热裂性优异的热作工具钢。27.铸模10具备第一型芯50，第一型芯50在第一模具30上可前进和可后退地滑动。第一型芯50用于形成铸造件的底切部，通过未图示的抽芯器、斜销进行动作。第一型芯50的材料使用可充分耐受在成型铸造件时倒入铸模10中的熔液的温度的耐熔损性和耐热裂性优异的热作工具钢。28.第一型芯50在第一模具30上朝着与第一模具30和第二模具40开闭的方向相交的第一方向滑动。在本实施方式中，第一型芯50在第一模具30上滑动的第一方向是与第一模具30和第二模具40开闭的方向相交的方向，但也可以是与第一模具30和第二模具40开闭的方向平行的方向。第一型芯50抵接于第一镶件模32，而被限制从抵接的位置向第一方向的进一步的移动。在第一型芯50配置有第二型芯60。29.图2的(a)是将由图1的iia所示的范围放大后的铸模10的局部剖面图，图2的(b)是沿图2的(a)的iib-iib线截取的缸体80的剖面图，图2的(c)是从箭头iic方向观察的第二型芯60的局部侧视图。在图2的(c)中，省略了第二型芯60的从第一型芯50露出的部分以外的图示。第一型芯50具有在第一模具30上滑动的状态下朝向第二模具40侧的第一面51，并在第一面51的相反侧具有第二面52。第一型芯50具有从第一面51贯通至第二面52的孔53。孔53具备内周面的大小随着从第一面51朝向第二面52而依次变大的第一孔部53a、第二孔部53b及第三孔部53c。第一孔部53a在第一面51开口，第三孔部53c在第二面52开口。第二孔部53b位于第一孔部53a和第三孔部53c之间。30.在第二孔部53b的内侧配置有从第一面51向第二面52方向延伸的弹性体73(压缩弹簧)。弹性体73的第一面51侧的一端与从第二孔部53b的内周面连接至第一孔部53a的内周面的第二孔部53b的上表面接触。31.在第三孔部53c的内侧配置有与第三孔部53c对应的块70，其通过螺钉71螺合于第一型芯50。块70具备沿第二方向贯通的通孔72。在块70通过螺钉71螺合于第一型芯50的状态下，通孔72的中心与第一孔部53a和第二孔部53b的中心一致。32.在第一型芯50的孔53内配置有从第一面51朝第二面52延伸的第二型芯60，其在第一型芯50的内侧滑动。第二型芯60沿第二方向滑动，第二方向与第一型芯50在第一模具30上滑动的第一方向交叉，并朝向第二模具40。33.第二型芯60的材料使用可耐受在成型铸造件时倒入铸模10中的熔液的温度的耐熔损性和耐热裂性优异的热作工具钢。第二型芯60用于形成例如作为铸造件的需要气密性的部分的密封环槽等凹部。34.第二型芯60从第一型芯50的第一面51朝向第二面52依次具备前端部61、伸出部62、柱状部63以及承接部64。前端部61是在自身的前端具备沿周向延伸而在前端侧呈环状突出的突起部61a的柱状的部分。前端部61的截面形状可采用圆、椭圆或多边形的形状。35.在本实施方式中，突起部61a是在铸造件中形成密封环槽的部分，但除此之外，突起部61a只要形成与铸造件的凹部的期望的形状匹配的形状即可。前端部61的后端与伸出部62的前端连接。前端部61无论是哪种形状，都具有拔模斜度，使得截面面积从前端部61的前端侧朝后端侧变大。前端部61的外周的大小小于第一孔部53a的内周的大小，配置成能够在第一孔部53a的内侧滑动。前端部61插入到作为弹簧(螺旋弹簧)的弹性体73的内侧。在本实施方式中，例示了弹性体73为螺旋弹簧的情况，但除此之外，也可以采用碟形弹簧、板簧。并且，弹性体73的材料可以采用金属制的材料、弹性材料(例如橡胶)。36.伸出部62从前端部61的外周向外侧伸出，在第二方向上具有一定的厚度。伸出部62的截面形状可以采用圆、椭圆或多边形的形状。伸出部62的后端与柱状部63的前端连接。伸出部62的外周的大小小于第二孔部53b的内周的大小，配置成能够在第二孔部53b的内侧向第二方向滑动。弹性体73的另一端与第二型芯60的伸出部62的上端面接触。37.柱状部63的外周的大小小于伸出部62的外周的大小，从前端到后端呈柱状延伸。柱状部63的截面形状可以采用圆、椭圆或多边形的形状。柱状部63的后端连接至承接部64的前端。柱状部63的外周的大小小于块70的通孔72的内周的大小，以能够沿第二方向在通孔72的内侧滑动的方式配置于通孔72的内侧。38.承接部64配置于第二型芯60的第二方向的相反侧，从柱状部63的外周向外侧伸出。承接部64具备朝向第二方向的相反侧的第一承接面65和朝向第二方向的第二承接面66。承接部64的外周的大小设定为大于块70的通孔72的内周的大小。因此，块70的下表面抵接于承接部64的上表面(第二承接面66)，从而限制了承接部64向比块70更靠第二方向的前方移动。39.当从箭头iic方向观察第一承接面65时，第一承接面65与沿第二方向延伸的軸o所成的角θ1在180°》θ1》0°的范围内即可。当从箭头iic方向观察第二承接面66时，第二承接面66与沿第二方向延伸的軸o所成的角θ2在180°》θ2》0°的范围内即可。优选地，135°》θ1》45°，135°》θ2》45°。40.柱状部63和承接部64中的至少一个通过螺钉(未图示)可分离地连接至伸出部62。因此，位于伸出部62的第二方向的相反侧的柱状部63或承接部64能够从伸出部62分离。如果卸下块70的螺钉71，则能够将块70从第一型芯50分离，并能够从伸出部62分离柱状部63或承接部64，因此能够将第二型芯60从第一型芯50分离。因此，第二型芯60即使由于与第一型芯50的滑动引起的摩擦而损耗，也能够进行更换。41.在第二型芯60和孔53之间配置有衬套74。衬套74减少在第二型芯60向第二方向滑动时第二型芯60的外周面与孔53的内周面摩擦的部分的磨损，使第二型芯60向第二方向的滑动动作变得顺畅。因此，抑制了第二型芯60的外周面的损耗。42.铸模10具备配置于第一模具30的缸体80。缸体80是伸缩驱动的动力缸体，具有从前端81朝后端82延伸的柱状的推杆83和连接至推杆83的后端82侧的动力源84。缸体80通过来自动力源84的动力，使推杆83沿从后端82朝向前端81的方向(以下，称为“伸长方向”)前进而使缸体80伸长，并使推杆83沿从前端81朝向后端82的方向(以下，称为“收缩方向”)后退而使缸体80收缩。本实施方式中为油压缸体，但并不限定于此。43.在缸体80的前端81侧具有从推杆83的外周向自身的内侧凹陷的凹部85。在本实施方式中，凹部85具有朝向缸体80的伸长方向的第一对置面86和朝向缸体80的收缩方向的第二对置面87。凹部85设置有至少在第一方向的相反侧开口的开口部。开口部的大小设定为大于柱状部63的一部分和承接部64的外形的大小。在凹部85具备朝向供柱状部63的一部分和承接部64滑动插入的部分的开口部扩展的导向件(引导件)。44.缸体80包括对置部88，在第一型芯50向第一方向滑动时，对置部88位于比承接部64的至少一部分更靠缸体80伸长的轨道上的前方。对置部88具有第二对置面87。45.缸体80在推杆83的外周的一部分具有止转机构89。止转机构89例如采用键槽、按压板、d形切口，限制缸体80的周向的旋转。在本实施方式中，止转机构89在缸体80的前端81侧的外周的一部分形成有键槽，键嵌入到键槽中。在第一模具30中，在配置有缸体80的部分，形成有沿缸体80的伸长方向和收缩方向延伸的槽。在键限制缸体80的周向的旋转并且嵌入第一模具30的槽中的同时，缸体80在第一模具30上沿伸长方向和收缩方向滑动。46.参照图3的(a)和图3的(b)，说明在铸模10中成型的铸造件的制造方法。图3的(a)是第一型芯50配置于第一模具30、缸体80伸长前的状态下的铸模10的局部剖面图，图3的(b)是缸体80从图3的(a)的状态伸长后的状态下的铸模10的局部剖面图。在图3的(a)和图3的(b)中，铸模10以闭模的状态示出。47.首先，在第二模具40相对于第一模具30打开的状态下，第一型芯50在第一模具30上向第一方向滑动。在第一型芯50和第一模具30之间，在第一型芯50的第一面51的相反侧(第一型芯50的第二面52侧)形成有空间s，至少承接部64和缸体80的前端81位于空间s内。48.当第一型芯50在第一模具30上向第一方向滑动时，第二型芯60的承接部64插入到形成于缸体80的前端81侧的凹部85中，承接部64与缸体80卡合。此时，缸体80的第一对置面86与第一承接面65对置，缸体80的第二对置面87与第二承接面66对置。在本实施方式中，第一对置面86朝向缸体80的伸长方向，第二对置面87朝向缸体80的收缩方向，但并非一定要限定于此。第一对置面86只要是在第一型芯50在第一模具30上向第一方向滑动时，第一对置面86与第一承接面65对置、第二对置面87与第二承接面66对置这样的对置面即可。缸体80也可以是冷却液流过缸体80(尤其是推杆83)的内侧而被冷却的结构。在这种情况下，在第一型芯50向第一方向滑动时，缸体80不太可能产生因缸体80的热膨胀引起的凹部85相对于承接部64的位置偏移。49.并且，在承接部64插入到凹部85中时，承接部64的外形与凹部85的开口部之间的间隙设定为足够大，对于插入时的承接部64与缸体80的相对位置的偏差具有足够的余量。因此，不太可能产生承接部64向凹部85的卡合不足。50.接着，如图3的(a)所示，将第二模具40相对于第一模具30闭合而使模具20闭模。闭模的模具20利用第一镶件模32、第二镶件模42和第一型芯50形成模腔c。第一型芯50在第一模具30上滑动的状态下，第一面51形成作为模腔c的表面的模腔表面c1的一部分。此时，第二型芯60滑动的第二方向是与第一型芯50在第一模具30上滑动的第一方向交叉的方向，是朝向模腔c的方向。51.如图3的(b)所示，当缸体80伸长时，承接部64被缸体80推压，第二型芯60向第二方向滑动而露出到第一型芯50的第一面51外。此时，第二型芯60的前端部61(突起部61a)从模腔表面c1突出。52.当第二型芯60沿第二方向滑动时，弹性体73的另一端被推压至第二型芯60的伸出部62的上端部。被推压的弹性体73的一端在第二孔部53b的上表面被限制活动。弹性体73通过复原力将第二型芯60的伸出部62的上端部向第二方向的相反侧推压。即，弹性体73向第二型芯60施加朝向第二方向的相反侧的复原力。此时，弹性体73施加至第二型芯60的复原力小于缸体80伸长的力。53.在铸模10中，在闭模状态下熔液进入模腔c中。熔液的材料可例示铝、铜、铁各自的合金、纯金属。在第二型芯60的前端部61从模腔表面c1突出的状态下，熔液填充到模腔c内而成型。在第二型芯60从第一型芯50向外露出的部分未填充熔液，通过第二型芯60的前端部61(突起部61a)的形状，在所得的铸造件上形成凹部、槽等。54.在成型铸造件后，使缸体80收缩。在缸体80收缩时，承接部64被对置部88推压，第二型芯60向第二方向的相反侧滑动而进入第一型芯50中。此时，第二型芯60的前端部61从模腔表面c1后退。然后，使第二模具40与第一模具30相对移动而打开模具20。55.接着，当使第一型芯50向第一方向的相反侧滑动时，第二型芯60的承接部64从凹部85离开。第二型芯60通过弹性体73的复原力，维持第二型芯60的前端部61进入第一型芯50中的状态。56.在铸模10中，承接部64位于缸体80伸长的轨道上，当缸体80伸长时，承接部64被缸体80推压，第二型芯60向第二方向滑动而露出到第一型芯50外。能够将缸体80动作的距离设为第二型芯60被缸体80推压而露出到第一型芯50外为止的距离。因此，能够缩短在第二型芯60露出到第一型芯50外时的缸体80动作的距离。57.在铸模10中，当第一型芯50在第一模具30上滑动时，位于比承接部64更靠缸体80伸长的轨道上的前方的对置部88在缸体80收缩时推压承接部64，第二型芯60进入第一型芯50中。因此，能够防止第二型芯60直接留在第一型芯50外。58.进一步地，对置部88位于缸体80伸长的轨道上的前方，当缸体80收缩时，承接部64被对置部88推压，第二型芯60向第二方向的相反侧滑动而进入第一型芯50中。能够将缸体80动作的距离设为第二型芯60被对置部88推压而进入第一型芯50中为止的距离。因此，能够缩短在第二型芯60进入第一型芯50中时的缸体80动作的距离。59.在铸模10中，由于缸体80的周向的旋转受到设置于缸体80的止转机构89的限制，因此能够容易地使承接部64与缸体80的周向的相位对齐。因此，当缸体80在第一型芯50在第一模具30上滑动的状态下进行动作时，能够容易地使承接部64位于缸体80伸长的轨道上或收缩的轨道上。60.在铸模10中，由于弹性体73的朝向第二方向的相反侧的复原力施加到第二型芯60，因此仅通过解除缸体80推压承接部64的力，就能够维持第二型芯60进入第一型芯50中的状态。因此，能够容易地进行第二型芯60进入第一型芯50中时的缸体的动作。61.在通过该制造方法得到的铸造件中，由第二型芯60露出到第一型芯50外的部分形成铸造件的凹部。与通过切削形成凹部的情况相比，由于在凹部的表面不易出现气孔，因此能够防止配置有密封环的凹部的气密性降低。62.以上，基于实施方式说明了本发明，但本发明不限于这些，可以容易理解，在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种改良变形。例如第二型芯60的前端部61的形状可以适当设定。当然可以在第二型芯60设置多个前端部61。63.在本实施方式中，说明了第一型芯50配置于第一模具30的情况，但并非一定要限定于此。当然可以将第一型芯50配置于第二模具40。在这种情况下，缸体80也配置于第二模具40。64.在本实施方式中，说明了第二型芯60的前端部61从模腔表面c1突出而在铸造件上形成密封环槽等凹部的情况，但并非一定要限定于此。向铸模10倒入熔液后，为了提高铸造件的密度，也可以使第二型芯60从模腔表面c1突出，压缩铸造件的在功能上不重要的部分。即，与本实施方式不同，当然可以在作为产品最终未残留的部分、功能上不重要的部分使用第二型芯60来形成凹部。65.在本实施方式中，说明了第二型芯60的承接部64插入到缸体80的凹部85中的情况，但并非一定要限定于此。也可以使缸体80的前端81与承接部64可分离地嵌合。只要缸体80的推杆83进行往复运动且进行旋转运动，也可以将缸体80的前端81和承接部64中的一个拧入到缸体80的前端81和承接部64中的另一个中进行螺合。在这种情况下，缸体80和第二型芯60上都不设置止转机构。进而，在本实施方式中，在缸体80的前端81设置了凹部85，但也可以在承接部64设置凹部。在这种情况下，缸体80的前端81插入到承接部64的凹部中，止转机构设置于第二型芯60。66.并且，也可以是，缸体80的一部分具备形成为朝向第二型芯60开口且随着从第二型芯60离开而缩径的锥状的锥面，第二型芯60具备与缸体80的锥面对应的承接部。在这种情况下，缸体80沿第二方向前进，承接部被锥面推压，而使第二型芯60的前端部61(突起部61a)露出到第一型芯50外。67.在本实施方式中，关于第二型芯60，说明了缸体80的力通过承接部64直接传递至第二型芯60的情况，但并非一定要限定于此。第二型芯60也可以具备使缸体80的力的方向位移的位移机构。位移机构可例示斜销、凸轮以及齿条和小齿轮。在这种情况下，由于能够使缸体80的力的朝向与第二型芯60滑动的方向(第二方向以及第二方向的相反侧)不同，因此能够与缸体80伸长和收缩的方向无关地使第二型芯60滑动，能够提高铸模10的设计自由度。68.在本实施方式中，说明了弹性体73是复原力向推压伸出部62的方向起作用的弹性体(压缩弹簧)，但并非一定要限定于此。当然可以将弹性体73设为拉伸弹簧，使得拉伸方向的复原力作用于伸出部62。并且，说明了第二型芯60的前端部61插入到作为压缩弹簧的弹性体73的内侧的情况，但并非一定要限定于此。弹性体73可以在第二型芯60的前端部61周围设置多个，使得复原力对第二型芯60向第二方向的相反侧起作用。在这种情况下，优选的是，多个弹性体73在第二型芯60的周向等间隔地设置。









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