JP2001001108A - 金型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型を製造する際に、設計から製作までの期
間を短くして金型のコストアップを抑えることができる
金型の製造方法を提供する。 【解決手段】 既存のプレス金型で成形した成形パネル
１４を予め用意し、発泡樹脂ブロックを粗削りすること
でラフな模型を造り、この模型の凹部に成形パネル１４
を被せて接着し、成形パネル付き模型を砂に埋め込み、
得られた砂型に溶湯を注入し、模型部分を鋳物１３に置
き換えて雌型１２を得る。 【効果】 模型の凹部に成形パネルを被せることによ
り、凹部をプレス金型の成形面と同じ形状にすることが
できるので、ＮＣ工作機械を使用しないで模型を切削す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス金型の模型
を砂に埋め込み、溶湯で模型を燃焼してその部分を鋳物
に置き換えるフルモールド法で金型を製造する金型の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルモールド法とは、発泡樹脂ブロック
を切削して模型を造り、この模型を砂に埋め込み、得ら
れた砂型に溶湯を注入して模型の部分を鋳物に置き換え
る方法をいう。以下、フルモールド法でプレス金型を製
造する方法を説明する。

【０００３】図７は従来の金型の製造方法を示すフロー
チャートであり、図中ＳＴ×××はステップ番号を示
す。 ＳＴ１００；発泡樹脂で形成したブロック（以下、「発
泡樹脂ブロック」という）を準備し、この発泡樹脂ブロ
ックをＮＣ（numerical control）工作機械で精密に切
削してプレス金型の模型を造る。 ＳＴ１０１；プレス金型の模型を砂に埋め込んで砂型を
得る。 ＳＴ１０２；得られた砂型に溶湯を注入し、砂に埋め込
んだ模型を溶湯で溶かしてその部分を鋳物に置き換え
る。型ばらし後、鋳物を取り出して新たなプレス金型を
得る。

【０００４】図８は従来の金型の製造方法の要部を説明
した図であり、図７のＳＴ１００を示す。模型１００の
凹部１０１は、プレス金型の凹部成形面に相当する部分
である。従って、模型１００を切削する際に、模型１０
０の凹部１０１をプレス金型の凹部成形面に合せるため
に、凹部１０１はＮＣ工作機械１０２を使用して３次元
の製品形状面を精密に切削する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、模型１００の
凹部１０１をプレス金型の凹部成形面に合わてＮＣ工作
機械１０２で精密に仕上げるには、ＮＣ工作機械１０２
を制御するＮＣ加工データを必要とする。このため、金
型を製造する際に、模型を切削するためのＮＣ加工デー
タ作成と、そのＮＣ加工データを用いて、実際のＮＣ工
作機械で切削加工をしなければならないので、設計から
製作までの期間が長くなり、そのことがコストアップの
要因になる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、金型を製造する
際に、設計から製作までの期間を短くして金型のコスト
アップを抑えることができる金型の製造方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１は、プレス金型で成形した成形パネ
ルを用意すると共に、発泡樹脂ブロックを粗削りするこ
とで概略形状模型を作成する加工工程と、この模型の凹
部又は凸部に前記成形パネルを被せ、接着する被冠工程
と、成形パネル付き模型を砂に埋め込む砂込め工程と、
得られた砂型に溶湯を注入して模型部分を鋳物に置き換
える鋳造工程とからなることを特徴とする。

【０００８】模型の凹部又は凸部に成形パネルを被せる
構成にして模型の凹部又は凸部をラフに粗削りする。ラ
フに粗削りした凹部又は凸部はプレス金型の成形面と形
状が異なる。しかし、模型の凹部又は凸部に成形パネル
を被せることにより、模型をプレス金型の成形面と同じ
形状にすることができる。このため、模型の凹部又は凸
部を、ＮＣ工作機械で精密に切削しないで、例えば手作
業で切削することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係る金型の製造
方法（第１実施の形態）で製造したプレス金型の断面図
である。プレス金型１０は、凹部成形面１２ａを有する
雌型１２と、凸部成形面２０ａを有する雄型２０とから
なり、雄型２０を下降させて凸部成形面２０ａと凹部成
形面１２ａとでパネル（図示せず）をプレス成形するも
のである。

【００１０】雌型１２は、鋳物１３の上面凹部１３ａに
成形パネル１４を融着して凹部成形面１２ａを形成した
ものである。鋳物１３は、一例としてねずみ鋳鉄（ＦＣ
２５０）で上面に凹部１３ａを有するように鋳造したも
のである。

【００１１】成形パネル１４は、板厚ｔが０．７５ｍｍ
の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を既存のプレス金型で成形
した部材である。成形パネル１４としては、例えば自動
車のボディを構成する製品用のパネル（すなわち、製品
パネル）を使用する。

【００１２】雄型２０は、鋳物２３の下面凸部２３ａに
成形パネル２４を融着して凸部成形面２０ａを形成した
ものである。鋳物２３は、鋳物１３と同様に、一例とし
てねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０）で下面に凹部２３ａを有す
るように鋳造したものである。

【００１３】成形パネル２４は、成形パネル１４と同一
部材であって、板厚ｔが０．７５ｍｍのＳＰＣＣをプレ
ス金型で成形したものである。なお、雌型１２及び雄型
２０は、鋳物及び成形パネルからなる同一構成部材なの
で、以下雌型１２の製造方法について説明して雄型２０
の製造方法については説明を省略する。

【００１４】図２は本発明に係る金型の製造方法（第１
実施の形態）を示すフローチャートであり、図中ＳＴ×
×はステップ番号を示す。 ＳＴ０１；（加工工程）プレス金型で成形した成形パネ
ルを予め用意すると共に、発泡樹脂ブロックを粗削りす
ることで概略形状（ラフな）模型を作成する。なお、発
泡樹脂ブロックは、一例として発泡ポリスチレンでブロ
ックを形成したものである。

【００１５】ＳＴ０２；（被冠工程）この模型の凹部に
成形パネルを被せて、接着剤で接着する。 ＳＴ０３；（砂込め工程）成形パネル付き模型を砂に埋
め込んで砂型を得る。 ＳＴ０４；（鋳造工程）得られた砂型に溶湯を注入して
模型部分を鋳物に置き換える。型ばらし後、鋳物を取り
出して新たなプレス金型を得る。

【００１６】ＳＴ０１〜ＳＴ０４の鋳造方法によれば、
模型の凹部に成形パネルを被せることで模型の凹部をラ
フに加工することができる。このため、例えば模型３０
を手作業で切削することが可能になった。以下、ＳＴ０
１〜ＳＴ０４の各工程を詳しく説明する。

【００１７】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る金型の
鋳造方法（第１実施の形態）の第１説明図であり、
（ａ）は加工工程（ＳＴ０１）を示し、（ｂ）及び
（ｃ）は被冠工程（ＳＴ０２）を示す。（ａ）におい
て、発泡樹脂で形成したブロックを準備し、準備した発
泡樹脂ブロックを粗削りして模型３０を造る。この際、
精密に切削する必要があった模型３０の凹部３１をラフ
に切削することが可能である。凹部３１をラフに切削す
ることができる理由は（ｃ）で説明する。

【００１８】（ｂ）において、模型３０の上部両端３
２，３３に接着剤３４，３４を塗布して、成形パネル１
４を矢印、の如く凹部３１に向けて降ろす。なお、
接着剤３４，３４の塗布箇所は模型３０の上部両端３
２，３３に限らないで、任意の位置に塗布してもよい。
（ｃ）において、模型３０の凹部３１に成形パネル１４
を被せ、成形パネル１４を接着剤で接着する。

【００１９】ラフに切削した凹部３１は、既存のプレス
金型の凹部成形面と形状が異なるが、凹部３１に成形パ
ネル１４を被せることにより、模型３０の凹部をプレス
金型の凹部成形面と同じ形状にすることができる。な
お、凹部３１とパネル１４との間に隙間３６，３７が開
くが、隙間３６，３７には鋳造工程で溶湯を充填するこ
とができる。

【００２０】このように、模型３０の凹部３１に成形パ
ネル１４を被せることにより、特に、模型３０の凹部３
１をラフに加工することができる。このため、ＮＣ工作
機械を使用しないで、例えば手作業で模型３０を切削す
ることが可能になった。従って、ＮＣ工作機械で模型３
０を精密に切削する必要がないので、ＮＣ工作機械を制
御するためのＮＣ加工データを作成する必要はない。

【００２１】図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る金型の
鋳造方法（第１実施の形態）の第２説明図であり、
（ａ）は砂込め工程（ＳＴ０３）を示し、（ｂ）は鋳造
工程（ＳＴ０４）の途中までを示す。（ａ）において、
成形パネル１４を被せた模型３０を反転して砂型枠４０
内にセットし、次にノズル４２から砂を供給して成形パ
ネル１４を被せた模型３０を砂４３に埋め込んで砂型を
得る。

【００２２】（ｂ）において、得られた砂型４５に矢印
の如く溶湯４６を注入し、溶湯４６で模型３０を溶か
す。このとき、溶湯４６は凹部３１と成形パネル１４と
の間の隙間３６，３７にも侵入して、隙間３６，３７を
埋める。このため、溶湯４６と成形パネル１４との間に
隙間は発生しない。

【００２３】図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る金型の
鋳造方法（第１実施の形態）の第３説明図であり、
（ａ）及び（ｂ）は鋳造工程（ＳＴ０４）の最後までを
示す。（ａ）において、注入した溶湯で模型の全体を溶
かし、その部分を鋳物１３に置き換える。鋳物１３の凹
部１３ａには成形パネル１４が一体に付着する。図４
（ｂ）で示したように、模型の凹部と成形パネル１４と
の間の隙間を溶湯で埋めるので、鋳物１３の凹部１３ａ
と成形パネル１４との間には隙間が発生しない。

【００２４】なお、成形パネル１４は、板厚ｔが０．７
５ｍｍのＳＰＣＣなので、注入した溶湯の熱で半溶融状
態になり、溶湯に接する部分は合金化し、鋳物に密に貼
りついた状態になる。（ｂ）において、型ばらし後、鋳
物１３を砂型から取り出してプレス金型の雌型１２（図
１も参照）を得る。この雌型１２は凹部成形面１２ａを
成形パネル１４で形成したので、既存のプレス金型の凹
部成形面に合わせることができる。

【００２５】次に、第２実施の形態を説明する。図６は
本発明に係る金型の鋳造方法（第２実施の形態）の説明
図である。第１実施の形態で製造した雌型１２は十分に
精密な凹部成形面１２ａを備えているが、用途に合せて
凹部成形面１２ａをより精密にしなければならない場合
もある。この場合は、雌型１２の凹部成形面１２ａをＮ
Ｃ工作機械４８を使用して切削する。

【００２６】なお、前記実施の形態では、成型パネルを
ＳＰＣＣで成形した例を説明したが、表面処理を施した
鋼板や、他の炭素鋼及び低合金鋼に変更することは差し
つかえなく、材質を格別に限定するものではない。ま
た、成形パネルの板厚ｔを０．７５ｍｍとしたが、成型
パネルの板厚ｔを任意に設定することができる。

【００２７】さらに、発泡樹脂として発泡ポリスチレン
を使用した例を説明したが、発泡樹脂はこれに限るもの
ではなく、注入した溶湯の熱で溶ける材質であればよ
い。また、鋳物１３，２３をねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０）
で鋳造した例を説明したが、その他の鋳鉄や鋳鋼で鋳造
してもよい。さらに、図１に示すように金型の雌型１２
及び雄型２０の両方を本発明に係る製造方法で製造した
が、これに限らないで一方の型を従来技術の製造方法で
製造してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、模型の凹部又は凸部に成形パネルを
被せて接着することにより、模型をラフに粗削りするこ
とができる。ラフに粗削りした凹部又は凸部は、プレス
金型の成形面と形状が異なるが、凹部又は凸部を成形パ
ネルを被せることにより、模型の凹部又は凸部をプレス
金型の成形面と同じ形状にすることができる。

【００２９】このため、模型をＮＣ工作機械を使用しな
いで、例えば手作業で切削することができる。従って、
ＮＣ工作機械を制御するために必要なＮＣ加工データを
作成する作業を省くことができ、且つそのＮＣ加工デー
タを用いて、実際のＮＣ工作機械で模型を切削加工する
必要がない。この結果、金型を製造する際に、設計から
製作までの期間を短くして金型のコストアップを抑える
ことができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金型の製造方法（第１実施の形
態）で製造したプレス金型の断面図

【図２】本発明に係る金型の製造方法（第１実施の形
態）を示すフローチャート

【図３】本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形
態）の第１説明図

【図４】本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形
態）の第２説明図

【図５】本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形
態）の第３説明図

【図６】本発明に係る金型の鋳造方法（第２実施の形
態）の説明図

【図７】従来の金型の製造方法を示すフローチャート

【図８】従来の金型の製造方法の要部を説明した図

【符号の説明】

１０…プレス金型、１３，２３…鋳物、１４，２４…成
形パネル、３０…模型、３１…凹部、４３…砂、４５…
砂型、４６…溶湯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス金型で成形した成形パネルを用意
   すると共に、発泡樹脂ブロックを粗削りすることで概略
   形状模型を作成する加工工程と、 この模型の凹部又は凸部に前記成形パネルを被せ、接着
   する被冠工程と、 成形パネル付き模型を砂に埋め込む砂込め工程と、 得られた砂型に溶湯を注入して模型部分を鋳物に置き換
   える鋳造工程と、からなる金型の製造方法。