JP2007260750A

JP2007260750A - プレス型の製造方法

Info

Publication number: JP2007260750A
Application number: JP2006092393A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Mikami; 務三上; Morio Osaki; 盛朗大崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】プレス型に対する最終的な逃がし加工を不要とし、もってプレス型製造のリードタイムの短縮と製造コストの低減とに大きく寄与する製造方法を提供する。
【解決手段】ダイフェースの設計段階で、逃がし溝の加工範囲を特定する逃がし範囲線を作成し（Ｓ１）、次ぎの型設計段階で、前記逃がし範囲線に沿う逃がし線を型設計データに取込み（Ｓ２）、次に、前記型設計データに基づいて前記逃がし線を取込んだ消失模型データを作成する（Ｓ３）。その後は、前記消失模型データに基づいて前記逃がし溝に対応する深溝を有する消失模型を加工し（Ｓ４）、該消失模型を用いてフルモールド法によりプレス型粗形材を鋳造し（Ｓ５）、最終的に前記プレス型粗形材を仕上加工する（Ｓ６）。フルモールド法により鋳造されたプレス型粗形材を仕上加工すれば、前記深溝が逃がし溝として残るので、仕上加工時に逃がし溝の加工を行う必要がなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークとの干渉を避けるための逃がし溝の加工が必要なプレス型をフルモールド法（充填鋳造法）により製造するプレス型の製造方法に関する。

例えば、絞り加工後の外形加工、曲加工を行うプレス型は、図４（Ａ）に符号１にて示すように、凸部２を有する下型３と凹部４を有する上型５とを備え、下型３の凸部２と上型５の凹部４との間でワークＷを押える構造となっている。このようなプレス型１においては、上型５の凹部４内の隅部で、下型３の凸部２がワークＷに強く干渉し、いわゆる担ぎの現象が起こってワークＷに変形や割れが生じ易くなる。そこで従来、前記担ぎ防止対策として、同図（Ａ）に示すように、上型５の凹部４の隅部に凹Ｒ形状の逃がし溝６を設けるようにしている。また、この担ぎの現象は、同図（Ｂ）に示すように、プレス型１に存在する段差部７の隅部でも起こり易く、したがって、このような段差部７の隅部に対しても同様の凹Ｒ形状の逃がし溝６を設けるようにしている。

ところで、自動車ボデーのサイドメンバパネルのような大型のプレス品の加工に用いられるプレス型は、比較的容易にかつ短期間で製造できることから、フルモールド法によって製造されることが多い（例えば、特許文献１参照）。フルモールド法は、ポリスチレン等の発泡体により製作した消失模型を鋳物砂中に埋込み、溶湯との接触で該消失模型を消失させて溶湯と置換する鋳造法である。このようなフルモールド法において、前記消失模型の製作には機械加工が採用されているが、低剛性の発泡体を素材としていることから、その製作に際して加工精度を出しにくい上、鋳物砂中への埋込みに際して変形を起こし易いという側面があり、このため、従来一般には、図５に示すように、製造すべきプレス型１の成形面１ａに対してかなり大きな取代δ（通常、δ＝１０〜１５ｍｍ）を見込んで消失模型を製作している。

したがって、上記した逃がし溝６の加工が必要なプレス型１（上型５）をフルモールド法により製造する場合は、前出図５に示したように、上記した取代δ分の加工を行った後、さらに、その凹部４の隅部に対して前記逃がし溝６の加工を行う必要があった。この場合、逃がし溝６を刃具径が同じ一種類の刃具８により一度で加工しようとすると、刃具８にかかる負荷が大きくなって、刃具８の折損事故が多発する。このため、従来は、順次小径となる刃具８を工作機械に持ち替えて（例えば、２０ｍｍ径→１２ｍｍ径→１０ｍｍ径→６ｍｍ径）、複数工程をかけて逃がし溝６の加工を行っていた。すなわち、従来は、逃がし溝６の加工に多くの工数と時間とを要し、このことが、プレス型の製造コストを上昇させる大きな要因になっていた。

なお、例えば、特許文献２には、金型形状モデルから逃がし加工を行う部位を自動的に判定して、逃がし加工用データを自動的に作成する技術が記載されているが、この場合でも、プレス型に対する最終的な逃がし加工は必要となる。

特開平６−１５４９１２号公報特開平９−２９２９０６号公報

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、プレス型に対する最終的な逃がし加工を不要とし、もってプレス型製造のリードタイムの短縮と製造コストの低減とに大きく寄与するプレス型の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するための、本発明は、ワークとの干渉を避けるための逃がし溝の加工が必要なプレス型をフルモールド法により製造するプレス型の製造方法において、ダイフェースの設計段階で、前記逃がし溝の加工範囲を特定する逃がし範囲線を作成し、次ぎの型設計段階で、前記逃がし範囲線に沿う逃がし線を型設計データに取込み、次に、前記型設計データに基づいて前記逃がし線を取込んだ消失模型データを作成し、その後、前記消失模型データに基づいて前記逃がし溝に対応する深溝を有する消失模型を加工して、該消失模型を用いてフルモールド法によりプレス型粗形材を鋳造し、最終的に前記プレス型粗形材を仕上加工することを特徴とする。

このように行うプレス型の製造方法においては、フルモールド法で用いる消失模型に、製造すべきプレス型に必要な逃がし溝に対応する深溝を設けるので、鋳造されたプレス型粗形材を仕上加工すれば、前記深溝が逃がし溝として残り、したがって、仕上加工時に逃がし溝の加工を行う必要はなくなる。

本発明において、上記消失模型の加工に際しては、その全体の加工に用いた刃具と同じ刃具を用いて深溝を加工するようにしてもよく、この場合は、効率よく深溝の加工を行うことができる。

本発明において、プレス型において逃がし溝の加工が必要な部位は任意であり、凹部内の隅部であっても、段差部内の隅部であってもよい。

本発明に係るプレス型の製造方法によれば、フルモールド法による鋳造と同時に逃がし溝が形成されるので、仕上加工時に逃がし溝の加工を行う必要はなくなり、結果としてプレス型製造のリードタイムの大幅な短縮と製造コストの大幅な低減とを達成できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

本実施形態は、自動車ボデーのサイドメンバパネル（アウタパネル）のプレス加工に用いるプレス型をフルモールド法を利用して製造しようとするものである。このプレス型の製造に際しては、図１に示すように、先ず、ダイフェースの設計段階で、前記凹Ｒ形状の逃がし溝６（図４参照）の加工範囲を特定する逃がし範囲線Ｌ（図２）を作成する（Ｓ１）。逃がし溝６の加工が必要な部位は、前出図４（Ａ）、（Ｂ）に示したようにプレス型１（上型５）の凹部４の隅部および段差部６の隅部となるが、ここでは、作業者がこの逃がし溝６の加工が必要な部位を判断し、ＣＡＤを利用して逃がし範囲線Ｌを作成する。図２は、この逃がし範囲線Ｌを書込んだ、サイドメンバパネルのダイフェース設計データ１０を表している。

次に、型設計段階で、上記逃がし範囲線Ｌに沿う逃がし線を型設計データに取込み（Ｓ２）、次に、前記型設計データに基づいて前記逃がし線を取込んだ消失模型データを作成する（Ｓ３）。この消失模型データは、前記型設計データに、必要な取代δ（図３）を見込んだデータとなる。

次に、上記消失模型データに基づいて消失模型を製作する（Ｓ４）。図３は、前記消失模型データに基づいて製作された消失模型１１を示しており、その凹部１２の隅部には、製造すべきプレス型１に必要な逃がし溝６（図４）に前記取代δ分を上乗せした深溝１３が形成されている。この消失模型１１は、所定の大きさのポリスチレン等の発泡体を、刃具径が同じ（例えば、１２ｍｍ径）刃具１４を用いて、機械加工（ＮＣ加工）することにより製作され、このとき、前記深溝１３も同じ刃具１４を用いて加工される。この消失模型１１の素材である発泡体は被削性が良好であるので、消失模型１１の加工に用いた刃具１４をそのまま深溝１３の加工に用いても、刃具１４の折損などのトラブルを招くことはない。

その後は、上記消失模型１１を用いてフルモールド法によりプレス型粗形材を鋳造し（Ｓ５）、最終的に前記プレス型粗形材を仕上加工する（Ｓ６）。この仕上加工は、上記取代δ（図３）分の切削となるが、この取代δ分の切削により上記深溝１３が所定大きさの逃がし溝６として残り、したがって、プレス型粗形材に対する逃がし溝６の加工は一切不要になる。なお、この仕上加工に用いる刃具は、逃がし溝６の加工が不要になるので、径の太い刃具（例えば、刃具径３０ｍｍ乃至２０ｍｍの刃具）を用いて、効率よく行うことができる。

なお、上記実施形態においては、サイドメンバパネルのプレス加工に用いるプレス型の製造に適用した例を示したが、プレス金型の適用範囲は任意であり、ルーフ、カウル、アッパバック等の各種自動車ボデー用パネル向けであってもよいことはもちろん、自動車ボデー以外の各種パネル向けであってもよい。

本発明に係るプレス型の製造方法を工程順に示すフローチャートである。逃がし範囲線を取込んだダイフェース設計データの一例を示す模式図である。消失模型データに基づいて加工された消失模型の一部と該消失模型の加工状況とを示す断面図である。プレス型に対する逃がし溝の加工形態を示したもので、（Ａ）はプレス型の凹部の隅部に対する逃がし溝の加工形態を、（Ｂ）はプレス型の段差部に対する逃がし溝の加工形成をそれぞれ示す断面図である。プレス型に対する、従来の逃がし溝の加工状況を示す断面図である。

符号の説明

１プレス型
４プレス型の凹部
６逃がし溝
７プレス型の段差部
１０ダイフェース設計データ
１１消失模型
１３深溝
１４消失模型の加工用刃具
Ｌ逃がし範囲線

Claims

ワークとの干渉を避けるための逃がし溝の加工が必要なプレス型をフルモールド法により製造するプレス型の製造方法において、ダイフェースの設計段階で、前記逃がし溝の加工範囲を特定する逃がし範囲線を作成し、次ぎの型設計段階で、前記逃がし範囲線に沿う逃がし線を型設計データに取込み、次に、前記型設計データに基づいて前記逃がし線を取込んだ消失模型データを作成し、その後、前記消失模型データに基づいて前記逃がし溝に対応する深溝を有する消失模型を加工して、該消失模型を用いてフルモールド法によりプレス型粗形材を鋳造し、最終的に前記プレス型粗形材を仕上加工することを特徴とするプレス型の製造方法。
消失模型の加工時に、その全体の加工に用いた刃具と同じ刃具を用いて深溝を加工することを特徴とする請求項１に記載のプレス型の製造方法。
逃がし溝の加工が必要な部位が、凹部内の隅部であることを特徴とする請求項１または２に記載のプレス型の製造方法。
逃がし溝の加工が必要な部位が、段差部内の隅部であることを特徴とする請求項１または２に記載のプレス型の製造方法。