JP2020052626A - プレス成形型の干渉チェック方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、簡易な方法により、鋳造されるプレス成形型の寸法誤差を考慮して、データ上でプレス成形型の干渉の有無を高精度に判別することを課題とする。【解決手段】鋳造されたプレス成形型１の各部の干渉の有無を、シミュレーションソフトを用いて３次元データ上で判別するプレス成形型１の干渉チェック方法であって、プレス成形型１の３次元データを作成する工程と、プレス成形型１の３次元データの各面を、鋳造後に後加工が施される加工面２１と、鋳肌面２０とに分類する工程と、前プレス成形型１の３次元データに対して、鋳肌面２０に想定される正の寸法誤差の分だけ、鋳肌面２０に対応する箇所の厚みを増やす工程と、厚みを増やした３次元データにより、干渉チェックを行う工程とを含むプレス成形型１の干渉チェック方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造により成形されたプレス成形型の干渉チェック方法に関する。

車両を構成する各パネル部材をプレス成形するためのプレス成形型は、上型や下型、コア型等の複数の型からなり、それぞれの型が鋳造によって作成される。このプレス成形型の設計では、まずＣＡＤソフトによって３次元データを作成する。そして、ＣＡＤソフト上でその３次元データの干渉チェックを行い、プレス成形型内で各部が干渉しないことを確認した上で、プレス成形型を成形するための鋳造型が作成される。

上記の３次元データを用いた干渉チェックのように、鋳造品の３次元ＣＡＤデータを用いて鋳造型の設計段階で各種シミュレーションを行い、鋳造型作成後に生じる不具合を減らす工夫は、従来からなされている。例えば、特許文献１では、鋳造品の３次元形状データを用いて、ひけ巣の発生箇所を予測するシミュレーションが行われている。

特開２０１５−１７４１１６号公報

鋳造されたプレス成形型、例えば、フルモールド鋳造法によって鋳造されたプレス成形型は、後加工を施さない状態ではその表面が粗く、その寸法誤差が大きくなる傾向にある。従って、データ上では干渉がない場合でも、実物では干渉が生じることも少なくなく、前述した干渉チェックの方法では、干渉箇所の抽出が十分に行えていなかった。

特に上記の問題は、鋳造されたプレス成形型の各面のうち、後加工を施さない鋳肌面で顕著であった。つまり、プレス成形時にワークに接触する成形面は、鋳造後に表面処理等の後加工を施して、その寸法が精度良く仕上げられているため、上記のような問題は起きにくい。これに対して、ワークに接触しない等、後加工の不要な面は、寸法誤差の大きい鋳肌面のままであり、上記の問題が顕著であった。

このような問題に対して、シミュレーションソフトを用いた上記の干渉チェックにより、その隙間が想定される寸法誤差以下の箇所を抽出することで、寸法誤差を考慮した干渉チェックを、ソフト上で実施することが考えられる。しかし、シミュレーションソフトを用いた干渉チェックでは、物体同士（プレス成形型の各部同士）の干渉の有無を判別することは容易にできるが、各面同士の隙間を計算させて、その寸法が所定以下である面同士の組み合わせを抽出することは困難であった。つまり、プレス成形型の面の数は膨大であるため、その全ての組み合わせについて、面同士の距離を計算させることは現実的ではなかった。

このため、従来は、ソフトによる干渉チェックだけでなく、３次元のＣＡＤデータを視覚的に確認し、データ上で隙間が小さい箇所を抜き出して、その隙間の大きさを個別に調べることで、実物での干渉箇所を事前に抽出する作業を行っていた。

しかし、上記の方法では、面同士の隙間を手動で一つ一つ確認するため、手間が大きくかかるという問題があった。さらに、鋳肌面、特に鋳肌面同士が接するような箇所では、その寸法誤差が大きいため、３次元データ上では視覚的に十分な隙間があるように見えても、実物では干渉してしまう場合も少なくなく、干渉箇所を見逃してしまうという問題があった。

以上のように、従来の干渉チェック方法では、手間がかかるだけでなく、寸法誤差の大きい鋳肌面の干渉箇所を漏れなく抽出することが困難であった。このため、鋳造後にプレス成形型内で干渉が生じて、鋳造型の修正が必要になることも多く、プレス成形型の製造コストの増加の原因となっていた。

このような事情から、本発明では、簡易な方法により、鋳造されるプレス成形型の寸法誤差を考慮して、データ上でプレス成形型の干渉の有無を高精度に判別することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、複数の鋳造品からなるプレス成形型の各部の干渉の有無を、シミュレーションソフトを用いて３次元データ上で判別するプレス成形型の干渉チェック方法であって、前記プレス成形型の３次元データを作成する工程と、前記プレス成形型の３次元データの各面を、鋳造後に後加工が施される加工面と、鋳肌面とに分類する工程と、前記プレス成形型の３次元データに対して、前記鋳肌面に想定される正の寸法誤差の分だけ、前記鋳肌面に対応する箇所の厚みを増やす工程と、前記の厚みを増やした３次元データにより、前記干渉チェックを行う工程とを含むプレス成形型の干渉チェック方法を特徴とする。

本発明は、鋳肌面に寸法誤差分の厚みを上乗せすることにより、ＣＡＤソフトに予め備えられた干渉チェック機能をそのまま用いて、鋳肌面の干渉の有無を高精度に抽出することができる。従って、安価、かつ、手間をかけずに、プレス成形型の干渉の有無を高精度に判別することが可能になる。

本発明によれば、安価、かつ、手間をかけずに、プレス成形型の干渉の有無を高精度に判別することが可能になる。

本実施形態のプレス成形型の３次元データを作成する手順を示すフロー図である。 プレス成形型の鋳肌面に、寸法誤差分の厚みを上乗せする様子を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

以下、図１のフロー図を用いて、鋳造により成形するプレス成形型について、本実施形態の３次元データの干渉チェック方法、および、これを含むプレス成形型の３次元データの作成過程を説明する。なお、本実施形態では、プレス成形型の鋳造方法として、発泡スチロール型を用いたフルモールド鋳造法が用いられる。

図１に示すように、まず、所望のプレス成形品の形状を得ることのできるプレス成形型の形状データを、３次元ＣＡＤソフトを用いて作成する（ステップＳ１）。

そして、作成したプレス成形型の３次元ＣＡＤデータの各面のうち、後加工を施す加工面と、鋳造したままの状態にする鋳肌面とに分類する（ステップＳ２）。この際、分類したＣＡＤデータ上のそれぞれの面を、例えば、色分けして表示してもよい。

次に、ＣＡＤデータ上において、鋳肌面に想定される正の寸法誤差の分だけ、その厚みを上乗せする（ステップＳ３）。本実施形態では、一例として、鋳肌面に想定される正の寸法誤差の最大値を＋７ｍｍに設定している。

そして、このようにして作成したプレス成形型のＣＡＤデータについて、干渉チェックのシミュレーションを行い、干渉箇所の有無を判別する（ステップＳ４、Ｓ５）。干渉箇所が発見された場合には、３次元データを修正し（ステップＳ５１）、干渉箇所がなくなるまで、３次元データの修正を行う。

以上のステップＳ１〜Ｓ５までの各工程について、その一例を、３次元データによって構成された図２のプレス成形型１を用いて説明する。

図２（ａ）に示すように、鋳造品であるプレス成形型１は、上型１１、カム型１２等を有する。図２（ａ）および図２（ｂ）では、便宜上、平面図として記載しているが、実際のデータは３次元データである。また、図２（ａ）および図２（ｂ）では成形型１の一部のみを示しており、例えば下型は図示していない。

まず、成形型１の各面を鋳肌面２０と加工面２１とに分類する。図２（ａ）では、鋳肌面２０を太字で示しており、鋳肌面２０以外の面が加工面２１である。

そして、図２（ｂ）に示すように、鋳肌面２０に対応する箇所を、鋳肌面２０に想定される正の寸法誤差（本実施形態では７ｍｍ）の分だけ厚みを増やす。より具体的には、鋳肌面２０を、正の寸法誤差の分だけ、成形型１の厚みが増える方向へオフセットして、オフセット面の位置まで成形型１を肉付けする（図２ｂのハッチング部分参照）。

そして、この厚みを増やした３次元データにより干渉チェックを行う。図示例では、厚みを増やしたデータでも、干渉する箇所は見られないため、３次元データの作成が完了する。

最後に、成形型１の３次元データの作成が完了すると、図１のステップＳ６に示すように、この３次元データを基にして、鋳造型を作成する。本実施形態では、発泡スチロールを用いたフルモールド鋳造により、プレス成形型１を鋳造する。

以上のように、本実施形態では、鋳造品であるプレス成形型内での干渉の有無を、プレス成形型に生じる寸法誤差を考慮した上で、ＣＡＤデータ上で判別することが可能である。特にこの方法では、ＣＡＤデータ上で、分類した鋳肌面に寸法誤差分の厚みを上乗せする、という簡易な作業を行うだけで、ＣＡＤソフトに予め備えられた干渉チェックの機能を利用し、干渉箇所の抽出が可能である。従って、寸法誤差の大きい鋳肌面を有するプレス成形型であっても、安価、かつ、手間をかけずに干渉チェックを行うことができ、プレス成形型を成形するまでの工程、および、その費用を低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

以上の実施形態では、プレス成形型を鋳造する方法として、フルモールド鋳造の場合を示したが、これに限らず、その他の鋳造法により鋳造される鋳造品に対して、本発明の干渉チェック方法を適用することもできる。

以上の実施形態では、鋳肌面に対応する箇所のみに寸法誤差を上乗せして干渉チェックを行うものとした。しかし、加工面の寸法誤差が大きく、加工面でも干渉が起きやすい場合等には、加工面に想定される正の寸法誤差の分だけ、加工面に対応する箇所に厚みを上乗せして、干渉チェックを行ってもよい。

１ プレス成形型（鋳造品）
１１ 上型
１２ カム型
２０ 鋳肌面
２１ 加工面

Claims (1)

1. 複数の鋳造品からなるプレス成形型の各部の干渉の有無を、シミュレーションソフトを用いて３次元データ上で判別するプレス成形型の干渉チェック方法であって、
   前記プレス成形型の３次元データを作成する工程と、
   前記プレス成形型の３次元データの各面を、鋳造後に後加工が施される加工面と、鋳肌面とに分類する工程と、
   前記プレス成形型の３次元データに対して、前記鋳肌面に想定される正の寸法誤差の分だけ、前記鋳肌面に対応する箇所の厚みを増やす工程と、
   前記の厚みを増やした３次元データにより、前記干渉チェックを行う工程とを含むことを特徴とするプレス成形型の干渉チェック方法。

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