成形模具及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种成形模具及其控制方法，力图利用简单廉价的结构缩短模具的成形模型的加热、冷却周期时间。在配备有对坯料进行成形的成形模型的成形模具中，作为前述成形模型，采用磁性模具材料，在沿着前述成形模型的成形面的内侧，设置致冷剂流动的冷却机构，同时，在前述冷却机构的周围，设置利用高频感应进行加热的加热机构，在利用前述成形模型对坯料进行成形时，利用前述加热机构和冷却机构反复对前述成形模型进行交替的加热和冷却。这里，前述冷却机构由设置在前述成形模型内的管体构成，在前述成形模型冷却时，致冷剂流动，在前述成形模型加热时，变成没有致冷剂的中空状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力图缩短在原料的成形时的加热和在成形品的固化时 的冷却之间的周期时间的。技术背景在高精度、大批量生产成形品的制品中，在采用使用多个模具的 结构时，由于模具变大，所以热容量变大，模具温度升降时需要很长 的时间，周期时间变长，生产率低。另外，由于模具的固定側、可动 侧的温度差引起的横向方向的热膨胀差，产生固定侧和可动侧的间距 误差，存在着不能满足成形品的中央部和外侧的同心度的质量方面的问题。在图2(2)中，表示由上述间距误差产生的筒状的成形品2的 左右的壁厚之差。作为解决上述问题的对策，考虑采用使用一个模具的结构，但是， 会发生不适合于大批量生产的另外的问题，为了对此进行改进，考虑 加快成形周期时间。在专利文献l中，揭示了通过分别缩短模具的加热所需要的时间 和冷却所需要的时间来缩短成形周期时间的模具。另外，在专利文献 2中，揭示了将热管作为传热体，能够迅速地进行模具的加热冷却的模具。专利文献1特开2001 - 009836号公报专利文献2特开2005 - 138366号公报在专利文献1中，揭示了一种利用能够在短时间内均匀加热及冷 却模具的模腔的整个壁面的结构来实现缩短成形周期时间的模具。但 是，由于加热机构设置在模腔的内侧(壁面侧)，冷却机构设置在其外 侧，所以，在冷却时，从外侧经由加热机构(管状构件、封入的热介 质、壳体部20)将冷却热传递给模腔的壁面，冷却时的热容量变大，需要大的冷却热量，难以在短时间内进行冷却。另外， 一般地，与加 热相比，对冷却的控制比较困难，由于将这种冷却配置在外部，模腔 的壁面的冷却控制变得更加困难。进而，还存在着加热用的热管价格 高昂的困难。在专利文献2中揭示了一种模具，配置有使前端面与模具的成形 品接触的面接近的热管等热传导柱，在该热传导柱的后端部配置能够 调节温度的热源(加热、冷却)，能够经由热传导柱对成形品进行快速 的加热、冷却。但是，由于经由热传导柱向成形品传热，所以，增加 了与热传导柱(在热管的情况下，包含其中的致冷剂)相应的热容量，在加热、冷却时需要大的热量，与此相应地对于成形品的加热、冷却 的迅速性产生障碍。另外，在利用热管作为热传导柱的情况下，虽然 热传导变快，但是存在着价格昂贵的难题。
技术实现思路
本专利技术鉴于前述现有技术的问题，其目的是提供一种力图以简单、 廉价的结构缩短模具的成形模型的加热、冷却周期时间的成形模具及 其控制方法。根据本专利技术，在配备有对坯料进行成形的成形模型的成形模具中， 作为前述成形模型，使用磁性模具材料，在沿着前述成形模型的成形 面的内侧，设置致冷剂流动的冷却机构，同时，在前述冷却机构的周 围，设置由高频感应进行加热的加热机构，在利用前述成形模型进行 坯料的成形时，利用前述加热机构和冷却机构，反复地对前述成形模 型交替地进行加热和冷却前述成形模型。这里，前述冷却机构由设置 在前述成形模型内的管体构成，在进行前述成形模型的冷却时，流过 致冷剂，在进行前述成形模型的加热时，变成没有致冷剂的中空状态。另外，根据本专利技术， 一种在沿着对坯料进行成形的成形模型的成 形面的内侧设置致冷剂流动的冷却机构、同时在前述冷却机构的周围 设置加热机构、在坯料成形时借助前述加热机构和冷却机构交替地反 复进行对前述成形模型的加热工序和冷却工序的成形模具的控制方 法，其中，在冷却工序时，使前述冷却机构为致冷剂流通状态，在加热工序时，使前述冷却机构为没有致冷剂的中空状态。这里，在前述 冷却工序与加热工序之间还具有成形品取出工序，在前述冷却工序中，使前述冷却机构为致冷剂流通状态，在前述成形品取出工序中，将致 冷剂从前述冷却机构中排出，在前述加热工序中，使前述冷却机构为 没有致冷剂的中空状态。 附图说明图1是本专利技术的采用一个成形品的结构的实施例的剖视图。图2是本专利技术的实施例和现有技术例的坯料和成形品的说明图。 图3是本专利技术的实施例的框图结构图。 图4是表示本专利技术的实施例的各个部分的动作的说明图。具体实施方式下面利用附图说明本专利技术的实施形式。图1是本专利技术的采用一个成形品的结构的一个实施例的剖视图， (1)(2)分别表示可动模具的上止点和下止点。l是被成形的圆柱形 的坯料，2是成形加工坯料1之后的成形品(有底圆筒)，3是在内部 插入坯料的成形用的固定模具(下模)，4是设置在前述固定模具3的 上方、在上止点与下止点之间移动的用于对坯料1进行成形的可动模 具(上模)。在前述固定模具3上，设置在中央具有中空孔5a的圆筒状的成形 模型5。成形模型5是对坯料进行挤压成形的模具部件，由热传导性 良好的金属而且通过高频感应加热的磁性体(铁等)构成，为了尽可 能地缩小热容量，形成小的质量、小的体积。在前述可动模具4上， 朝下突出地设置下降到前述成形模型5中、对坯料l进行挤压成形的 内沖头6，另外设置决定被挤压成形的坯料1的高度的外沖头7。9是靠近前述成形模型5的成形表面5b埋设的冷却机构，由冷水 等致冷剂在内部流动的管状体构成。另外，在冷却时，为了消除前述 成形表面5b的温度不均，将前述冷却机构9的管状体到前述成形表面 5b的距离A与管状体的纵向方向的间距B设定得基本上相同。在冷 却时，致冷剂(冷水)在冷却机构9的管状体内流动，在成形品排出时(将在后面描述)，通过吹入空气排出除去冷水，变成中空状态，在 加热时保持这种状态。8是设置在前述冷却机构的周围的加热机构，在将高频感应加热 线圏8a埋设到绝缘物8b内的状态下，巻绕到冷却机构的周围。由于 高频感应加热的加热能力大，容易控制，所以，配置得比冷却机构更 靠外侧。IO是将成形后冷却并固化之后的成形品2从成形模型5向上 推起的推杆。通过沿着朝上的箭头方向移动，将成形品2从中空孔5a 排出。11是将整个固定模具3保温在120°C的固定侧保温加热器，12是 将整个可动模具4保温在80。C的可动侧保温加热器。从而，在成形作 业中，成形模型5与固定模具3 —起被保温在120°C，将可动模具4 保温在80。C。 14是配置在前述成形模型5的外周的隔热板，将成形模 型5与固定模具3热分离，尽力缩小成形模型5的热容量。另外，由 于固定模具3平时被保温在120°C,所以，通过空气传播等将成形模 型5保持在同等的温度。如上所述，模具的结构简单，价格低廉，维修性能也提高了。图3中表示控制框图。20是包含可动、固定两个模具3、 4的驱 动机构的模具控制机构，21是控制固定侧保温加热器11、可动侧保温 加热器12及高频感应加热线圏8a的加热控制器。另外，加热控制器 21以大约25kHz的频率驱动高频感应加热线圈8a。 22是向冷却机构 9的管状体供应致冷剂、空气的致冷剂/空气控制器，23是控制前述模 具控制机构20的动作的模具控制器，24是控制各个控制器的控制部。下面，基于图1和图4说明上述结构的成形模具的动作。在图1 (1)中，将坯料1插入到成形模型5的中空孔5a中(图4，坯料供 应)，同时，开始固定模具3的成形模型5的加热(图4, T1~T2)。 由于这种加热通过高频感应加热来进行，所以，借助在作为加热线圏 8a的内侧的磁性体的成形模型5的表面附近发生的涡电流，直接对包 含成形模型5的表面在内的整体进行加热。从而，直接将成形模型5 的成形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形模具，包括对坯料进行成形的成形模型，其特征在于，　采用磁性模具材料作为前述成形模型，　在沿着前述成形模型的成形面的内侧，设置致冷剂流动的冷却机构，同时，在前述冷却机构的周围，设置由高频感应进行加热的加热机构，　在利用前述成形模型进行坯料的成形时，利用前述加热机构和冷却机构反复对前述成形模型进行交替的加热和冷却。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：草野光雄，铃木和也，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：JP[日本]