JP2001001125A - 成形金型及び成形方法 - Google Patents
成形金型及び成形方法Info
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- JP2001001125A JP2001001125A JP11167865A JP16786599A JP2001001125A JP 2001001125 A JP2001001125 A JP 2001001125A JP 11167865 A JP11167865 A JP 11167865A JP 16786599 A JP16786599 A JP 16786599A JP 2001001125 A JP2001001125 A JP 2001001125A
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- Japan
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- die
- punch
- cavity
- alloy
- metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属及びその合金の射出成形及びダイキャスト
において、段差部や窓がある場合、その成形のための中
子の周囲を材料が流れ、未充填やウエルドラインの発生
の確率が高くなる。また別工程で段差部や窓部を成形す
るとその分コスト高になる。また、特にマグネシウム合
金などの場合、加熱して加工する必要があるために設備
と加熱工程が必要となり、さらにコスト高となる。 【解決手段】溶融した金属及びその合金またはプラスチ
ックを金型のキャビティに射出充填あるいは鋳込んだ後
に、ポンチにより張出しやせん断加工を行う。また同じ
金型内で段差部や窓部の加工を行う。また特にマグネシ
ウム合金については、その際に必要な加熱工程が省け
る。
において、段差部や窓がある場合、その成形のための中
子の周囲を材料が流れ、未充填やウエルドラインの発生
の確率が高くなる。また別工程で段差部や窓部を成形す
るとその分コスト高になる。また、特にマグネシウム合
金などの場合、加熱して加工する必要があるために設備
と加熱工程が必要となり、さらにコスト高となる。 【解決手段】溶融した金属及びその合金またはプラスチ
ックを金型のキャビティに射出充填あるいは鋳込んだ後
に、ポンチにより張出しやせん断加工を行う。また同じ
金型内で段差部や窓部の加工を行う。また特にマグネシ
ウム合金については、その際に必要な加熱工程が省け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属及びその合金
またはプラスチックの射出成形及びダイキャスト成形金
型及び成形方法に関する。
またはプラスチックの射出成形及びダイキャスト成形金
型及び成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属及びその合金またはプラスチックの
射出成形及びダイキャストにおいては、図２に示すよう
に成形金型１が可動型２と固定型３により構成され、成
形品形状のキャビティ４が形成された成形金型１に金属
及びその合金またはプラスチックを溶融あるいは半溶融
(固相と液相の混在)状態にしてスプル５及びゲート６を
通して、キャビティ４に射出充填あるいは鋳込むことに
より、製品を成形している。流動性を確保するために、
ダイキャストでは金属及びその合金を溶融点よりもかな
り高い温度で鋳込む方法が行われている。また、射出成
形においては、金属及びその合金を半溶融の固相と液相
の混在状態として高速、高圧で金型のキャビティに射出
充填する方法が行われている。これは、金属及びその合
金を半溶融の固相と液相の混在状態とすることにより、
いわゆるチクソトロピー状態により、流動性を確保しよ
うというものである。しかし、実際には薄肉で段差部や
空間部を含む複雑形状の場合、入れ駒の周囲を樹脂が回
り込む必要があり、未充填状態となったり、ウエルドラ
インが発生する場合が多い。
射出成形及びダイキャストにおいては、図２に示すよう
に成形金型１が可動型２と固定型３により構成され、成
形品形状のキャビティ４が形成された成形金型１に金属
及びその合金またはプラスチックを溶融あるいは半溶融
(固相と液相の混在)状態にしてスプル５及びゲート６を
通して、キャビティ４に射出充填あるいは鋳込むことに
より、製品を成形している。流動性を確保するために、
ダイキャストでは金属及びその合金を溶融点よりもかな
り高い温度で鋳込む方法が行われている。また、射出成
形においては、金属及びその合金を半溶融の固相と液相
の混在状態として高速、高圧で金型のキャビティに射出
充填する方法が行われている。これは、金属及びその合
金を半溶融の固相と液相の混在状態とすることにより、
いわゆるチクソトロピー状態により、流動性を確保しよ
うというものである。しかし、実際には薄肉で段差部や
空間部を含む複雑形状の場合、入れ駒の周囲を樹脂が回
り込む必要があり、未充填状態となったり、ウエルドラ
インが発生する場合が多い。
【０００３】またマグネシウム合金などでは常温での成
形性が悪く、段差部などの成形はダイキャストや射出成
形によることが多いが、上述のように複雑形状のため成
形条件が難しい。また特開平6-55230号公報に記載され
ているように、板材を成形性が改善する４７３から５７
３Ｋを含む温度範囲で加熱を行い、プレス成形などを行
う方法があるが、設備や工程増加によるコスト増加の点
から問題が多い。
形性が悪く、段差部などの成形はダイキャストや射出成
形によることが多いが、上述のように複雑形状のため成
形条件が難しい。また特開平6-55230号公報に記載され
ているように、板材を成形性が改善する４７３から５７
３Ｋを含む温度範囲で加熱を行い、プレス成形などを行
う方法があるが、設備や工程増加によるコスト増加の点
から問題が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、薄肉
で段差部や空間部を含む複雑形状の場合にも、未充填や
ウエルドラインの発生を抑止するとともに、マグネシウ
ム合金などの常温での成形性の悪い材料についても、後
のプレス工程を必要としない、低コストで信頼性の高い
成形金型及び成形方法を提供することにある。
で段差部や空間部を含む複雑形状の場合にも、未充填や
ウエルドラインの発生を抑止するとともに、マグネシウ
ム合金などの常温での成形性の悪い材料についても、後
のプレス工程を必要としない、低コストで信頼性の高い
成形金型及び成形方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明はキャビティの対抗する面に対となるパンチ
を配し、成形後パンチを駆動することにより、段差部や
窓部を成形するものである。
に、本発明はキャビティの対抗する面に対となるパンチ
を配し、成形後パンチを駆動することにより、段差部や
窓部を成形するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる実施例を図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
【０００７】図１に成形金型１のキャビティの薄肉部６
の表面にパンチ７及びパンチ８を設けた本発明による実
施例を示す。パンチ７及びパンチ８はそれぞれその背面
に埋め込まれた油圧シリンダ９および１０により駆動さ
れる。
の表面にパンチ７及びパンチ８を設けた本発明による実
施例を示す。パンチ７及びパンチ８はそれぞれその背面
に埋め込まれた油圧シリンダ９および１０により駆動さ
れる。
【０００８】成形金型１は可動型２と固定型３により構
成され、キャビティが形成されている。射出成形機ある
いはダイキャストマシーン(ここでは図示せず)により溶
融あるいは半溶融状態にされた金属及びその合金プラス
チックは成形金型１のスプル５及びゲート６を通して、
キャビティに射出充填あるいは鋳込まれる。
成され、キャビティが形成されている。射出成形機ある
いはダイキャストマシーン(ここでは図示せず)により溶
融あるいは半溶融状態にされた金属及びその合金プラス
チックは成形金型１のスプル５及びゲート６を通して、
キャビティに射出充填あるいは鋳込まれる。
【０００９】図３にこの後段差部を成形する工程を示
す。上記成形後、パンチ７を突き出すことによりパンチ
８を後退させ、段差部１６を成形する。この場合、パン
チ８はパンチ７の輪郭（断面寸法）から素材板厚の１か
ら２倍程度大きくしておく。長方形の場合各辺が板厚の
２から４倍長くなることになる。また、張出し時に側壁
を必ずしも垂直に近くする必要がなければ、パンチ８の
断面寸法は２倍以上であっても張出し成形は可能であ
る。
す。上記成形後、パンチ７を突き出すことによりパンチ
８を後退させ、段差部１６を成形する。この場合、パン
チ８はパンチ７の輪郭（断面寸法）から素材板厚の１か
ら２倍程度大きくしておく。長方形の場合各辺が板厚の
２から４倍長くなることになる。また、張出し時に側壁
を必ずしも垂直に近くする必要がなければ、パンチ８の
断面寸法は２倍以上であっても張出し成形は可能であ
る。
【００１０】図４に素材を射出成形後、窓部１４を成形
している工程を示す。この場合、せん断を行うためにク
リアランスを設ける必要から、パンチ８はパンチ７の輪
郭から素材板厚の０から３０％程度大きくしておく。長
方形の場合各辺が板厚の０から６０％長くなることにな
る。
している工程を示す。この場合、せん断を行うためにク
リアランスを設ける必要から、パンチ８はパンチ７の輪
郭から素材板厚の０から３０％程度大きくしておく。長
方形の場合各辺が板厚の０から６０％長くなることにな
る。
【００１１】従来方式により窓部を設けた場合の材料の
流れの様子を図５に示す。窓部には中子を配置している
ことから、ゲートより送り込まれた材料は窓部の周囲を
回り、材料が出会ったところにウエルドラインを生じる
確率が高くなる。また、流動長が長くなることから、成
型品の厚さが薄い場合、未充填となる確率も高くなる。
上記した現象は段差部の周辺でもほぼ同様に生じる。
流れの様子を図５に示す。窓部には中子を配置している
ことから、ゲートより送り込まれた材料は窓部の周囲を
回り、材料が出会ったところにウエルドラインを生じる
確率が高くなる。また、流動長が長くなることから、成
型品の厚さが薄い場合、未充填となる確率も高くなる。
上記した現象は段差部の周辺でもほぼ同様に生じる。
【００１２】これに対し、本発明の場合を図６に示す。
窓部は材料がほぼ固化したのちに打抜けば良く、この
ため上記したウエルドラインなどの不良が生じにくくな
る。また成形条件が簡単になるため、金型の設計工数や
修正回数の削減が可能である。
窓部は材料がほぼ固化したのちに打抜けば良く、この
ため上記したウエルドラインなどの不良が生じにくくな
る。また成形条件が簡単になるため、金型の設計工数や
修正回数の削減が可能である。
【００１３】材料としてマグネシウム合金を用いる場
合、常温での成形性が悪く、張出し等を行った場合、割
れなどにより十分な成形ができない。図７は代表的なマ
グネシウム合金ＡＺ３１の成形性を示す実験結果である
（金子他、平成９年度塑性加工春期講演会、講演論文
集、41、42頁）。縦軸はエリクセン値を示し、大きいほ
ど張出し性が良いことを示す。この結果、マグネシウム
合金は４７５から５７５Ｋで張出し性が最大となってい
る。
合、常温での成形性が悪く、張出し等を行った場合、割
れなどにより十分な成形ができない。図７は代表的なマ
グネシウム合金ＡＺ３１の成形性を示す実験結果である
（金子他、平成９年度塑性加工春期講演会、講演論文
集、41、42頁）。縦軸はエリクセン値を示し、大きいほ
ど張出し性が良いことを示す。この結果、マグネシウム
合金は４７５から５７５Ｋで張出し性が最大となってい
る。
【００１４】そこでマグネシウム合金を射出成形あるい
はダイキャストしたのち、素材温度が４７５から５７５
Ｋあるいはこの近くの温度になった際に張出しを行うこ
とにより、張出し量を極めて大きくでき、段差部の段差
を大きく取ることができる。
はダイキャストしたのち、素材温度が４７５から５７５
Ｋあるいはこの近くの温度になった際に張出しを行うこ
とにより、張出し量を極めて大きくでき、段差部の段差
を大きく取ることができる。
【００１５】また、同じ金型内で加工を行うため、別工
程でプレス加工等を行う必要がなくなり、またその際に
必要な加熱工程が省けるため、設備費、加工費共に大幅
なコスト削減が期待できる。このことは、窓部のせん断
加工についても同様である。
程でプレス加工等を行う必要がなくなり、またその際に
必要な加熱工程が省けるため、設備費、加工費共に大幅
なコスト削減が期待できる。このことは、窓部のせん断
加工についても同様である。
【００１６】本実施例ではパンチの駆動に油圧を用いる
こととしたが電動モータなどを用いても良い。
こととしたが電動モータなどを用いても良い。
【００１７】また、金型の外側からくさびを押込みポン
チを駆動することもできる。
チを駆動することもできる。
【００１８】図８に本実施例による段差部を成形した部
品の例を、また図９に窓部の成形例を示す。
品の例を、また図９に窓部の成形例を示す。
【００１９】本実施例では張出しとせん断の例を示した
が、深絞りや曲げ加工、またコイニングや鍛造などの他
の塑性加工も実施することが可能である。
が、深絞りや曲げ加工、またコイニングや鍛造などの他
の塑性加工も実施することが可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、中子を不要としたの
で、ウエルドラインや未充填を生じる確率が低くなる。
また成形条件が簡単になるため、金型の設計工数や修正
回数の削減が可能である。
で、ウエルドラインや未充填を生じる確率が低くなる。
また成形条件が簡単になるため、金型の設計工数や修正
回数の削減が可能である。
【００２１】同じ金型内で段差部や窓部の加工を行うた
め、別工程でプレス加工等を行う必要がなくなり、また
特にマグネシウム合金については、その際に必要な加熱
工程が省けるため、設備費、加工費共に大幅なコスト削
減が期待できる。
め、別工程でプレス加工等を行う必要がなくなり、また
特にマグネシウム合金については、その際に必要な加熱
工程が省けるため、設備費、加工費共に大幅なコスト削
減が期待できる。
【図１】本発明の実施例を示す成形金型の断面図であ
る。
る。
【図２】従来技術による成形金型の断面図である。
【図３】段差部の成形状況を示す成形金型の断面図であ
る。
る。
【図４】窓部の成形状況を示す成形金型の断面図であ
る。
る。
【図５】従来方式により窓部を設けた場合の材料の流れ
の様子を示す模式図である。
の様子を示す模式図である。
【図６】本発明における素材の材料の流れの様子を示す
模式図である。
模式図である。
【図７】マグネシウム合金の張出し成形性試験結果を示
す図である。
す図である。
【図８】本実施例により段差部を成形した部品の斜視図
である。
である。
【図９】本実施例により窓部を成形した部品の斜視図で
ある。
ある。
１…成形金型、２…可動型、３…固定型、４…キャビテ
ィ、５…スプル、６…ゲート、７、８…パンチ、９、１
０…油圧シリンダ、１１…素材、１２…抜きカス、１３
…成形品、１４…窓、１５…ウエルドライン、１６…段
差部。
ィ、５…スプル、６…ゲート、７、８…パンチ、９、１
０…油圧シリンダ、１１…素材、１２…抜きカス、１３
…成形品、１４…窓、１５…ウエルドライン、１６…段
差部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 雅和 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 浅川 洋平 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 4F202 AA49 AM36 AR06 AR12 CA11 CB01 CK12 CK15 CK43 CK74
Claims (6)
- 【請求項１】金属及びその合金またはプラスチックを溶
融、あるいは半溶融状態にして金型に射出充填する射出
成形あるいは鋳込むダイキャストにおいて、キャビティ
の対抗する面に対となるパンチを配したことを特徴とす
る成形金型。 - 【請求項２】請求項１の成形金型において、対となるパ
ンチのそれぞれの断面寸法をキャビティに充填される部
分の肉厚の０から６０％まで異なるようにしたことを特
徴とする成形金型。 - 【請求項３】請求項１の成形金型において、対となるパ
ンチのそれぞれの断面寸法をキャビティに充填される部
分の肉厚の２倍以上異なるようにしたことを特徴とする
成形金型。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型
で成形することを特徴とする、金属及びその合金または
プラスチックの射出成形及びダイキャスト成形方法。 - 【請求項５】請求項４の成形方法において、４７５から
５７５Ｋあるいはこの近くの温度になった際にパンチを
駆動することを特徴とする、金属及びその合金の射出成
形及びダイキャスト成形方法。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の金型
または成形方法で成形することを特徴とする、金属及び
その合金またはプラスチックの射出成形品及びダイキャ
スト成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167865A JP2001001125A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 成形金型及び成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167865A JP2001001125A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 成形金型及び成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001001125A true JP2001001125A (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=15857528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11167865A Pending JP2001001125A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 成形金型及び成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001001125A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004074270A (ja) * | 2002-06-21 | 2004-03-11 | Ube Machinery Corporation Ltd | 半溶融金属成形用金型 |
| JP2009220546A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-01 | Seiko Epson Corp | 射出成形装置及び射出成形品の成形方法 |
| JP2018069314A (ja) * | 2016-11-02 | 2018-05-10 | 東芝機械株式会社 | ダイカスト用金型およびダイカストマシン |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP11167865A patent/JP2001001125A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004074270A (ja) * | 2002-06-21 | 2004-03-11 | Ube Machinery Corporation Ltd | 半溶融金属成形用金型 |
| JP2009220546A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-01 | Seiko Epson Corp | 射出成形装置及び射出成形品の成形方法 |
| JP2018069314A (ja) * | 2016-11-02 | 2018-05-10 | 東芝機械株式会社 | ダイカスト用金型およびダイカストマシン |
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