JP2021159935A - Manufacturing method of hot press forming die and hot press forming die - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示された技術は、熱間プレス成型用金型の製造方法及び熱間プレス成型用金型に関する技術分野に属する。 The techniques disclosed herein belong to the technical fields relating to the method for manufacturing a hot press molding die and the hot press molding die.
従来より、冷却媒体を流通させるための金属管を鋳込んで金型を製造する方法が知られている。 Conventionally, a method of manufacturing a mold by casting a metal pipe for circulating a cooling medium has been known.
例えば、特許文献1には、砂型内の空間に、折り曲げ加工された一本の冷却回路管を保持した状態で、該砂型内に溶湯を充填するとともに、冷却回路管に冷媒を流しながら溶湯を固化させて鋳造金型に冷却回路を設ける、冷却回路を有する鋳造金型の製造方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, while holding one bent cooling circuit tube in the space inside the sand mold, the sand mold is filled with molten metal, and the molten metal is poured while flowing a refrigerant through the cooling circuit tube. A method for manufacturing a casting die having a cooling circuit, which is solidified and provided with a cooling circuit in the casting die, is disclosed.
また、特許文献2には、直線部と曲り部とを有しかつ蛇行状をなす金属パイプを鋳込んで形成された水冷式コールドプレートにおいて、金属管の直線部はコールドプレート本体の内部に鋳込む一方で、金属管の曲り部はコールドプレート本体の外部に配置する構成が開示されている。 Further, in Patent Document 2, in a water-cooled cold plate formed by casting a meandering metal pipe having a straight portion and a bent portion, the straight portion of the metal pipe is cast inside the cold plate main body. On the other hand, a configuration is disclosed in which the bent portion of the metal tube is arranged outside the cold plate main body.
ところで、熱間プレス成型用の金型では、熱間プレス成型時の成型品及び金型の冷却効率を向上させるために、金属管を金型の形状面の近傍に配置する必要がある。このため、金属管は形状面に沿うような曲部を有する形状となる。曲部を有する金属管は、湾曲部において熱変形による位置ずれが発生しやすい、金属管の位置ずれが発生すると、冷却効率が低下してしまう。 By the way, in a mold for hot press molding, it is necessary to arrange a metal tube in the vicinity of the shape surface of the mold in order to improve the cooling efficiency of the molded product and the mold during hot press molding. Therefore, the metal tube has a shape having a curved portion along the shape surface. A metal pipe having a curved portion is likely to be displaced due to thermal deformation in the curved portion, and if the metal pipe is displaced, the cooling efficiency is lowered.
特許文献1のように、冷却管に冷媒を流しながら冷却する方法が考えられるが、高温の溶湯に対抗できるような冷媒を流すための装置が別途必要になりコストが大きくなる。特に、冷却効率を向上させるために金属管を複数配置する場合には、複数の金属管のそれぞれに冷媒を流す必要があるため、特別な装置が必要となる。 As in Patent Document 1, a method of cooling while flowing a refrigerant through a cooling pipe can be considered, but a separate device for flowing a refrigerant capable of counteracting a high-temperature molten metal is required, which increases the cost. In particular, when a plurality of metal pipes are arranged in order to improve the cooling efficiency, it is necessary to flow a refrigerant through each of the plurality of metal pipes, so that a special device is required.
また、特許文献1に記載の方法では、金属管が管軸方向に変形した場合には、位置ずれを抑制しにくい。 Further, in the method described in Patent Document 1, when the metal tube is deformed in the tube axis direction, it is difficult to suppress the misalignment.
特許文献2では、湾曲部を金型本体の外側に配置することで、熱変形による位置ずれを抑制している。しかし、プレス成型用金型では、基本的に曲部が金型内に配置されることが避けられないため、適用し難い。 In Patent Document 2, the curved portion is arranged on the outside of the mold body to suppress the positional deviation due to thermal deformation. However, in a press molding die, it is difficult to apply because it is inevitable that the curved portion is basically arranged in the die.
ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、曲部を有する金属管が複数鋳込まれてなる熱間プレス成型用金型において、低コストで金属管の位置ずれを抑制するとともに、熱間プレス成型時の成型品及び金型の冷却効率を向上させることにある。 The technique disclosed here has been made in view of these points, and the purpose thereof is low in a hot press molding die in which a plurality of metal tubes having curved portions are cast. The purpose is to suppress the misalignment of the metal tube at a cost and to improve the cooling efficiency of the molded product and the mold at the time of hot press molding.
上記課題を解決するために、ここに開示された技術の第1の態様は、少なくとも1つの曲部を有する金属管を複数鋳込んで金型を製造する熱間プレス成型用金型の製造方法を対象として、金型の形状を模した金型形状部材に前記各金属管を配置する金属管配置工程と、前記金属管配置工程の後、前記金型形状部材の表面に沿ったキャビティ面が形成されるように鋳物砂により鋳型を形成する鋳型形成工程と、前記鋳型形成工程で形成された前記鋳型内に溶湯を投入する鋳込み工程と、を含み、前記各金属管の両側端部には、前記鋳型に引っ掛かる形状をなしかつ前記各金属管を前記鋳型に対して固定するための第1ストッパがそれぞれ設けられており、前記金属管配置工程は、前記第1ストッパが前記金型形状部材の外部に位置するように、前記各金属管を配置する工程であり、前記鋳型形成工程は、前記第1ストッパが前記鋳型に埋められるように該鋳型を形成する工程である、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the first aspect of the technique disclosed herein is a method for manufacturing a mold for hot press molding, in which a plurality of metal tubes having at least one curved portion are cast to manufacture a mold. After the metal tube arranging step of arranging each metal tube on the mold-shaped member imitating the shape of the mold and the metal tube arranging step, the cavity surface along the surface of the mold-shaped member A mold forming step of forming a mold from casting sand so as to be formed and a casting step of pouring molten metal into the mold formed in the mold forming step are included, and both end portions of the metal pipes are covered. A first stopper is provided for fixing each metal tube to the mold so as to be hooked on the mold. In the metal tube arranging step, the first stopper is the mold-shaped member. It is a step of arranging each of the metal tubes so as to be located outside the mold, and the mold forming step is a step of forming the mold so that the first stopper is embedded in the mold. do.
ここに開示された技術の第2の態様は、第1の態様において、前記第1ストッパは、前記金属管の前記端部における管軸方向と直交する方向に孔軸が延びる孔部を有し、前記鋳型形成工程において、前記孔部内に前記鋳物砂が充填される、ことを特徴とする。 A second aspect of the technique disclosed herein is, in the first aspect, the first stopper having a hole in which the hole axis extends in a direction orthogonal to the tube axis direction at the end of the metal tube. In the mold forming step, the holes are filled with the casting sand.
ここに開示された技術の第3の態様は、第1又は第2の態様において、前記金属管配置工程の前に、前記各金属管内がそれぞれ略密閉状態になるように、前記各金属管の両側端部の開口部分に前記第1ストッパをそれぞれ溶接により固定する溶接工程を更に含む、ことを特徴とする。 A third aspect of the technique disclosed herein is, in the first or second aspect, of each of the metal tubes so that the inside of each of the metal tubes is in a substantially sealed state before the metal tube arranging step. It is characterized by further including a welding step of fixing the first stoppers to the openings at the ends on both sides by welding.
ここに開示された技術の第4の態様は、第1〜第3の態様のいずれか1つにおいて、前記金属管配置工程の前に、隣り合う前記金属管同士における前記金型形状部材内に配置される部分を互いに連結するための連結具を前記各金属管に取り付けて、該各金属管同士を連結する金属管連結工程を更に含む、ことを特徴とする。 A fourth aspect of the technique disclosed herein is, in any one of the first to third aspects, in the mold-shaped member of the adjacent metal tubes before the metal tube arranging step. A connecting tool for connecting the arranged portions to each other is attached to each of the metal pipes, and further includes a metal pipe connecting step of connecting the metal pipes to each other.
ここに開示された技術の第5の態様は、第4の態様において、前記金属管配置工程の前に、連結された前記各金属管うちの少なくとも1つの金属管に、当該金属管おける前記金型形状部材内に配置される部分を前記鋳型に対して固定するための第2ストッパを取り付ける中間部固定工程を更に含む、ことを特徴とする。 A fifth aspect of the technique disclosed herein is, in the fourth aspect, the gold in the metal tube in at least one of the connected metal tubes prior to the metal tube placement step. It is characterized by further including an intermediate portion fixing step of attaching a second stopper for fixing the portion arranged in the mold-shaped member to the mold.
ここに開示された技術は、熱間プレス成型用金型も対象とする。具体的には、ここに開示された技術の第6の態様は、少なくとも1つの曲部を有する金属管が複数鋳込まれた熱間プレス成型用金型を対象として、前記複数の金属管のうち隣り合う金属管同士を連結する金属製の連結具を備え、前記連結具は金型内に埋設されている、ことを特徴とする。 The technology disclosed herein also covers dies for hot press molding. Specifically, a sixth aspect of the technique disclosed herein is for a hot press molding die in which a plurality of metal tubes having at least one curved portion are cast, and the plurality of metal tubes are used. A metal connecting tool for connecting adjacent metal pipes is provided, and the connecting tool is embedded in a mold.
ここに開示された技術の、第1の態様によると、第1ストッパが鋳型に埋められることにより、第1ストッパが設けられた金属管が移動するのを抑制することができる。特に、第1ストッパは、鋳型に引っ掛かる形状をなすため、金属管が管軸方向に沿って変形しようとしても、第1ストッパが鋳型に引っ掛かることで金属管の移動が抑制される。この結果、熱間プレス成型用金型における金属管の位置ずれが抑制される。これにより、熱間プレス成型時の成型品及び金型の冷却効率を向上させることができる。 According to the first aspect of the technique disclosed herein, the movement of the metal tube provided with the first stopper can be suppressed by embedding the first stopper in the mold. In particular, since the first stopper has a shape of being hooked on the mold, even if the metal pipe tries to be deformed along the pipe axis direction, the movement of the metal pipe is suppressed by the first stopper being caught on the mold. As a result, the misalignment of the metal tube in the hot press molding die is suppressed. This makes it possible to improve the cooling efficiency of the molded product and the mold during hot press molding.
また、特許文献1に記載のような冷却媒体を流通させる装置等が必要でないため、出来る限り低コストで実現させることができる。 Further, since the device for distributing the cooling medium as described in Patent Document 1 is not required, it can be realized at the lowest possible cost.
ここに開示された技術の第2の態様によると、孔部内に鋳物砂が充填されていることにより、第1ストッパが鋳型に引っ掛かりやすくなる。これにより、熱間プレス成型用金型における金属管の位置ずれをより効果的に抑制することができる。 According to the second aspect of the technique disclosed herein, the holes are filled with casting sand, which makes it easier for the first stopper to get caught in the mold. This makes it possible to more effectively suppress the misalignment of the metal tube in the hot press molding die.
ここに開示された技術の第3の態様によると、金属管内が略密閉状態となることで、金型形状部材に溶湯が投入されたときには、金属管内の空気が、金属管内から流出することなく溶湯から伝わる熱により温められる。金属管内の空気が温められることで、該空気が膨張して金属管内の気圧が高くなる。これにより、金属管が潰れるような変形が抑えられる。この結果、金属管の変形に伴う、該金属管の位置ずれが効果的に抑制される。 According to the third aspect of the technique disclosed herein, the inside of the metal tube is substantially sealed, so that when the molten metal is poured into the mold-shaped member, the air inside the metal tube does not flow out from the inside of the metal tube. It is warmed by the heat transmitted from the molten metal. By warming the air inside the metal tube, the air expands and the air pressure inside the metal tube rises. As a result, deformation such that the metal tube is crushed can be suppressed. As a result, the displacement of the metal tube due to the deformation of the metal tube is effectively suppressed.
ここに開示された技術の第4の態様によると、連結具により金属管同士の相対位置がずれることが抑制される。また、連結具を金属で構成すれば、連結具も金型に埋設されることになるが、該連結具がプレス成形品から冷却媒体への熱伝導を補助することができ、熱間プレス成型時の成型品及び金型の冷却効率をより向上させることができる。 According to the fourth aspect of the technique disclosed herein, the connector prevents the relative positions of the metal tubes from shifting. Further, if the connecting tool is made of metal, the connecting tool is also embedded in the mold, but the connecting tool can assist the heat conduction from the press-molded product to the cooling medium, and is hot press-molded. It is possible to further improve the cooling efficiency of the molded product and the mold at the time.
ここに開示された技術の第5の態様によると、第2ストッパにより、金属管の移動が抑制されるとともに、金属管の変形もある程度抑制される。これにより、熱間プレス成型用金型における金属管の位置ずれがより効果的に抑制される。 According to the fifth aspect of the technique disclosed herein, the second stopper suppresses the movement of the metal tube and also suppresses the deformation of the metal tube to some extent. As a result, the misalignment of the metal tube in the hot press molding die is more effectively suppressed.
ここに開示された技術の第6の態様によると、前記のように、金属管同士を連結する金属製の連結具が設けられることで、鋳込み時に金属管同士の相対位置がずれることが抑制される。また、連結具が金型に埋設されることにより、連結具がプレス成形品から冷却媒体への熱伝導を補助することができ、熱間プレス成型時の成型品及び金型の冷却効率をより向上させることができる。 According to the sixth aspect of the technique disclosed herein, as described above, by providing the metal connecting tool for connecting the metal pipes, it is possible to prevent the relative positions of the metal pipes from shifting during casting. NS. Further, by embedding the connecting tool in the mold, the connecting tool can assist the heat conduction from the press-molded product to the cooling medium, and the cooling efficiency of the molded product and the mold during hot press molding can be improved. Can be improved.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is essentially merely an example.
(実施形態1)
〈熱間プレス成型用金型〉
図1は、本実施形態1に係る製造方法により製造される熱間プレス成型用金型1(以下、金型1という)を示す。尚、以下の説明において、上、下、右、左、前、及び後は、図1の矢印に従う。
(Embodiment 1)
<Mold for hot press molding>
FIG. 1 shows a hot press molding die 1 (hereinafter referred to as a die 1) manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment. In the following description, up, down, right, left, front, and back follow the arrows in FIG.
この金型1は、上型及び下型からなる熱間プレス装置の下型を構成する金型の1つである。金型1は、例えば、自動車の車体部品を成型する際に用いられる。本実施形態1において、金型1は鋳造により製造される。 The die 1 is one of the dies constituting the lower die of the hot press device including the upper die and the lower die. The mold 1 is used, for example, when molding a body part of an automobile. In the first embodiment, the mold 1 is manufactured by casting.
金型1の上側面は、プレス成型品を成型するための形状面1aである。金型1の形状面1aは、下側に凸となるように後側に向かって上側に湾曲する第1湾曲面1bと、上側に凸となるように後側に向かって下側に湾曲する第2湾曲面1cとを有する。
The upper side surface of the mold 1 is a
金型1内には、冷却媒体を流通させるための複数の金属管10(ここでは、2本の金属管10)が埋設されている。具体的には、2本の金属管10は、2本の金属管10は、上下方向に並んで配置されている。各金属管10は、例えば、機械構造用炭素鋼鋼管が用いられる。各金属管10は、例えば、内径10mm以上でかつ肉厚1.5mm以上のものが用いられる。各金属管10は、金型1に鋳込まれている。各金属管10を金型1に鋳込む方法については後述する。
A plurality of metal pipes 10 (here, two metal pipes 10) for circulating the cooling medium are embedded in the mold 1. Specifically, the two
各金属管10は、形状面1aに沿うような曲部をそれぞれ有する。具体的には、各金属管10は、第1湾曲面1bに対応する部分に設けられかつ上側に向かって曲げられた第1湾曲部11と、第2湾曲面1cに対応する部分に設けられかつ下側に向かって曲げられた第2湾曲部12とをそれぞれ有する。第1湾曲部11及び第2湾曲部12は、それぞれ、ストレート状の金属管を機械加工又は手曲げすることで形成されている。
Each
2本の金属管10は、上下方向に並んで配置されている。金属管10同士は、複数の連結具13(ここでは、3つの連結具13)により互いに連結されている。各連結具13は金属板で構成されている。各連結具13は、金属管10にそれぞれ溶接されている。各連結具13は、第1及び第2湾曲部11,12のアールの一端部分と、第2湾曲部12の中間部とにそれぞれ配置されている。
The two
各連結具13は、各金属管10と共に金型1に鋳込まれている。つまり、各連結具13は金型1に埋設されている。各連結具13が金型1に埋設されることにより、熱間プレス成型の際に、各連結具13がプレス成形品から金属管10内を流れる冷却媒体への熱伝導を補助することができる。これにより、プレス成型品の冷却効率を向上させることができる。尚、各連結具13の材質は、溶湯により溶損しない材質であれば特に限定されないが、金属管10と同じ金属であることが好ましい。
Each
〈熱間プレス成型用金型の製造方法〉
次に、金型1を鋳造により製造する方法について説明する。
<Manufacturing method of hot press molding die>
Next, a method of manufacturing the mold 1 by casting will be described.
本実施形態1では、鋳造用の鋳型50(図6参照)を形成するために、まず図2に示すような、金型1の形状を模したモデル20を作成する。モデル20は、発泡材を加工して形成されている。図示は省略するが、モデル20は、左右方向に2つに分離するように構成されていて、各半部に金属管10が配置される溝がそれぞれ形成されている。この溝は、各半部が重ね合わされて1つのモデル20となることで、図2に点線で示すような金属管配置孔21を形成する。金属管配置孔21は、配置される金属管10の形状に合わせて形成されている。このため、金属管配置孔21は、基本的にはモデル20における形状面に対応する部分(以下、形状面対応部20aという)に沿うような形状となる。モデル20は、例えば、金型1の3次元データを基に発泡材を機械加工することにより作成される。尚、モデル20の材料は、特に限定されず、加工が容易でかつ溶湯により熔解するものであれば別の材料で作成してもよい。
In the first embodiment, in order to form the casting mold 50 (see FIG. 6), first, a
次に、金型1に鋳込む金属管10を用意する。まず、図3に示すように、金属管10を金型1の形状面1aに対応する形状に折り曲げ加工する。次に、各金属管10の両側端部10aに第1ストッパ30をそれぞれ取り付ける。第1ストッパ30は、金属管10の変形により、該金属管10の位置ずれが生じるのを抑制するための部材である。第1ストッパ30は、図4に示すように、端部10aの管軸方向から見て、該端部10aの開口を覆う大きさを有する。第1ストッパ30は、各金属管10内がそれぞれ略密閉状態になるように、各金属管10の両側端部の開口を閉じるべく、該開口部分にそれぞれ溶接により固定される。これにより、各金属管10に鍔が取り付けられた状態となる。本実施形態1では、第1ストッパ30は、2つの金属管10を連結するように、各金属管10に溶接されている。尚、各金属管10のそれぞれに独立して第1ストッパ30を取り付けるようにしてもよい。
Next, the
第1ストッパ30を取り付けた後、図3に示すように、隣り合う金属管10同士を連結するように各連結具13を各金属管10に溶接する。ここでは、各連結具13は、モデル20内に配置される予定の部分、特に、第1及び第2湾曲部11,12のアールの一端部分と、第2湾曲部12の中間とにそれぞれ取り付けられる。尚、本実施形態1では、金型1に配置される金属管10が2本であるため、連結具13により全ての金属管10が連結されている。しかし、より多く(つまり3本以上)の金属管10が配置される場合には、金属管10同士の距離が所定距離未満のときのみ連結すればよく、大きく離間した金属管10同士は連結しなくてもよい。
After attaching the
次いで、各金属管10をモデル20に配置する。図5に示すように、各金属管10は、モデル20の金属管配置孔21内に配置される。各金属管10は、両側の端部10aと第1ストッパ30とがモデル20の外部に位置するように配置される。尚、図示は省略するが、モデル20の金属管配置孔21の両側端部の開口は、金属管配置孔21内に鋳物砂が入り込まないように蓋がされる。
Next, each
続いて、図6に示すように、各金属管10を含めてモデル20を覆うように鋳物砂により鋳型50が形成される。鋳物砂は、モデル20を金属管10ごと上下に反転させた状態で、すなわち形状面対応部20aが下側に位置するような状態で、該モデル20、各金属管10の端部10a、及び第1ストッパ30を埋めるように充填される。これにより、モデル20の表面に沿ったキャビティ面51aを有するキャビティ51が形成される。図示は省略しているが、鋳型50には、キャビティ51に溶湯を投入するための湯口が形成されている。尚、モデル20を上下に反転させずに鋳型50を形成してもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 6, a
図7に示すように、鋳型50が形成されるときに、第1ストッパ30はその全体が鋳型50に埋められる。これにより、各金属管10が鋳型50に対して固定された状態となる。
As shown in FIG. 7, when the
次に、キャビティ51内に溶湯が投入される。溶湯は、モデル20を熔解させながらキャビティ51内に溜められていく。このとき、モデル20の形状面対応部20aが下側に位置していることにより、キャビティ51における形状面に対応する部分には、溶湯が隙間無く充填される。これにより、金型1の形状面1aを精度良く形成することができる。
Next, the molten metal is poured into the
溶湯をキャビティ51内に投入するとき、各金属管10が、溶湯の熱により変形して、キャビティ51内を移動しようとする。特に、第1及び第2湾曲部11,12は変形しやすく、第1及び第2湾曲部11,12の近傍部分を管軸方向に移動させようとする。しかしながら、第1ストッパ30が鋳型50に埋められていることにより、該第1ストッパ30が鋳型50に引っ掛かるため、金属管10の移動が抑制される。また、隣り合う金属管10同士が連結具13で連結されているため、各金属管10の間のピッチが維持される。これにより、金属管10の変形に伴う該金属管10の移動により、各金属管10が金型1の所望の位置からずれてしまうことが抑制される。
When the molten metal is put into the
また、図8に示すように、溶湯が供給されると各金属管10内の空気が温められて膨張する。各金属管10の両側の開口をそれぞれ塞ぐように第1ストッパ30が溶接されているため、各金属管10内は略密閉状態となっている。このため、各金属管10内の空気が膨張すると、各金属管10内の気圧が上昇する。これにより、金属管10が潰れるような変形が抑えられる。この結果、金属管10の変形に伴う該金属管10の移動が発生しにくくなって、金型1における各金属管10の位置ずれがより効果的に抑制される。
Further, as shown in FIG. 8, when the molten metal is supplied, the air in each
続いて、溶湯を冷却して固化させる。溶湯を固化させた後は、鋳型50を砕いて鋳造された金型1を鋳型50から取り出す。その後、各金属管10の端部10aにおける第1ストッパ30の近傍部分を切り落とすとともに、金型1の表面を僅かに削り落とすことで金型1が完成する。
Subsequently, the molten metal is cooled and solidified. After the molten metal is solidified, the
したがって、本実施形態1では、金型1の形状を模したモデル20に各金属管10を配置する金属管配置工程と、金属管配置工程の後、モデル20の表面に沿ったキャビティ面51aが形成されるように鋳物砂により鋳型50を形成する鋳型形成工程と、鋳型形成工程で形成された鋳型50内に溶湯を投入する鋳込み工程と、を含み、各金属管10の両側端部10aには、鋳型50に引っ掛かる形状をなしかつ各金属管10を鋳型50に固定するための第1ストッパ30がそれぞれ取り付けられており、金属管配置工程は、第1ストッパ30がモデル20の外部に位置するように、各金属管10を配置する工程であり、鋳型形成工程は、第1ストッパ30が鋳型50に埋められるように該鋳型50を形成する工程である。第1ストッパ30が鋳型50に引っ掛かるような形状をなすことで、金属管10が管軸方向に沿って変形しようとしても、第1ストッパ30が鋳型50に引っ掛かって金属管10の移動が抑制される。この結果、金型1における金属管10の位置ずれが抑制されて、熱間プレス成型品及び金型1の冷却効率を向上させることができる。また、冷却媒体を流通させる装置等が必要でないため、出来る限り低コストで実現させることができる。
Therefore, in the first embodiment, after the metal tube arranging step of arranging each
また、本実施形態1では、金属管10をモデル20に配置する前に、各金属管10内がそれぞれ略密閉状態になるように、各金属管10の両側端部10aの開口部分に第1ストッパ30をそれぞれ溶接により固定する。これにより、モデル20に溶湯が投入されたときには、金属管10内の空気が、金属管10内から流出することなく溶湯から伝わる熱により温められる。金属管10内の空気が温められることで、該空気が膨張して金属管10内の気圧が高くなる。この結果、金属管10が潰れるような変形が抑えられて、金属管10の変形に伴う、該金属管10の位置ずれが効果的に抑制される。
Further, in the first embodiment, before arranging the
また、本実施形態1では、金属管10をモデル20に配置する前に、隣り合う金属管10同士を連結するための金属製の連結具13を各金属管10に取り付ける。各連結具13により金属管10同士の相対位置がずれることが抑制される。また、各連結具13が金型1に埋設されることで、熱間プレス成型時に、連結具13がプレス成形品から冷却媒体への熱伝導を補助することができ、熱間プレス成型品及び金型1の冷却効率をより向上させることができる。
Further, in the first embodiment, before arranging the
〈第1変形例〉
図9は、本実施形態1の第1変形例を示す。この第1変形例では、前述の実施形態1に対して第1ストッパ30に孔部31を設けたものである。
<First modification>
FIG. 9 shows a first modification of the first embodiment. In this first modification, the
孔部31は、図9に示すように、金属管10の端部10aの管軸方向と直交する方向(ここでは上下方向)に貫通して設けられている。つまり、孔部31の孔軸は、前記管軸方向と直交する方向に延びている。孔部31内は、鋳物砂が充填されている。この鋳物砂は、鋳型50を形成する際に、孔部31内に充填される。
As shown in FIG. 9, the
この第1変形例のように、孔部31内に鋳物砂が充填されていることにより、第1ストッパ30が鋳型50に引っ掛かりやすくなる。これにより、各金属管10の位置ずれをより効果的に抑制することができる。
Since the
また、第1変形例のように孔部31の孔軸が上下方向に延びていれば、鋳型を作成する際に鋳物砂を孔部31内に充填するのが容易になる。
Further, if the hole axis of the
〈第2変形例〉
図10は、本実施形態1の第2変形例を示す。この第2変形例でも、前述の実施形態1に対して第1ストッパ30に孔部131が設けられているが、前述の第1変形例とは、孔部131の形状が異なる。
<Second modification>
FIG. 10 shows a second modification of the first embodiment. Also in this second modification, the
具体的には、第1ストッパ30は、孔軸が上下方向に向いた1つの第1孔部131aと、孔軸が左右方向に向いた2つの第2孔部131bとを有する。これら第1及び第2孔部131a,131bの内部には鋳物砂が充填されている。鋳物砂は、鋳型50を形成する際に、第1及び第2孔部131a,131b内に充填される。
Specifically, the
この第2変形例でも、孔部131内に鋳物砂が充填されていることにより、第1ストッパ30が鋳型50に引っ掛かりやすくなる。これにより、各金属管10の位置ずれをより効果的に抑制することができる。
Also in this second modification, since the
(実施形態2)
以下、実施形態2について詳細に説明する。以下の説明において実施形態1と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the second embodiment will be described in detail. In the following description, the parts common to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態2では、熱間プレス成型用金型の製造途中における構成が、前記実施形態1とは異なる。具体的には、図11に示すように、本実施形態2では、金属管10に、該金属管10におけるモデル220に埋設される部分を鋳型50に対して固定する第2ストッパ230が取り付けられる。第2ストッパ230は、図11及び図12に示すように、例えば金属棒で構成される。第2ストッパ230は、金属管10の管軸方向及び上下方向と直交する方向に延びるように配置される。第2ストッパ230は、連結具13で連結された2本の金属管10のうち、モデル220の形状面対応部220aから遠い側の金属管10に溶接されている。第2ストッパ230は、該金属管10の湾曲部の途中部分に溶接されている。第2ストッパ230は、両側端部230aがモデル220の表面(側面)から突出する長さを有している。モデル220を製造するときには、第2ストッパ230が挿通する孔も含めて製造される。尚、図11では、第1ストッパ30については記載を省略している。
In the second embodiment, the configuration of the hot press molding die during the manufacturing process is different from that of the first embodiment. Specifically, as shown in FIG. 11, in the second embodiment, a
図12(b)に示すように、鋳型50を形成するときには、端部230aが鋳型50に埋められる。これにより、キャビティ51内に溶湯が投入されて、該溶湯の熱で金属管10が前後方向や上下方向に変形したり移動したりしようとしても、第2ストッパ230が鋳型50に引っ掛かってその変形や移動が抑制される。この結果、第1ストッパ30に加えて、第2ストッパ230を設けることで、各金属管10が金型1の所望の位置からずれてしまうことが効果的に抑制される。尚、第2ストッパ230の両側端部230aは、金型1の製造後に、該金型1の表面から突出しないように切り落とされる。
As shown in FIG. 12B, when the
したがって、本実施形態2でも、金型1における金属管10の位置ずれが抑制されて、熱間プレス成型品及び金型1の冷却効率を向上させることができる。
Therefore, also in the second embodiment, the misalignment of the
(その他の実施形態)
ここに開示された技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
(Other embodiments)
The technique disclosed herein is not limited to the above-described embodiment, and can be substituted as long as it does not deviate from the gist of the claims.
例えば、前述の実施形態1及び2では、金属管10とは別部材の第1ストッパ30を、金属管10に取り付けていた。これに限らず、予め金属管10の端部10aを拡径させておき、その拡径部分を第1ストッパとしてもよい。また、逆に、端部10aの中間部分を縮径させておき、該縮径部分に鋳物砂を充填させることで第1ストッパとしてもよい。
For example, in the above-described first and second embodiments, the
また、前述の実施形態1及び2では、第1ストッパ30を金属管10の端部10aに溶接した後に、金属管10同士を連結具13で連結していた。これに限らず、金属管10同士を連結具13で連結した後に、第1ストッパ30を金属管10の端部10aに溶接してもよい。
Further, in the above-described first and second embodiments, after the
また、前述の実施形態1及び2では、連結具13は板状をなしていた。これに限らず、パイプ状をなしていたり、ブロック状をなしていたりしてもよい。連結具13の形状は、溶湯の熱により容易に変形しないような形状であれば、任意の形状を採用することができる。
Further, in the above-described first and second embodiments, the
特に、前述の実施形態2において、連結具13の形状を工夫して、連結具13を第2ストッパ230としてもよい。このときには、例えば、連結具13をL字状やT字状にして、一端部をモデル220の側面から突出させるようにする。これにより、連結具13の一端部が鋳型50に埋められて、ストッパとして機能するようになる。
In particular, in the above-described second embodiment, the shape of the connecting
また、前述の実施形態1及び2では、連結具13は、第1及び第2湾曲部11,12のアールの一端部分と、第2湾曲部12の中間部とにそれぞれ設けられていた。これに限らず、連結具13は、第1及び第2湾曲部11,12のアールの一端部分にのみそれぞれ設けられていてもよい。
Further, in the above-described first and second embodiments, the connecting
また、前述の実施形態1及び2では、直線状の各金属管10を曲げ加工して、金属管10に曲部を形成していた。これに限らず、最初から(金属管10の製造段階から)曲部を有する金属管10を用いてもよい。
Further, in the above-described first and second embodiments, each of the
また、前述の実施形態2では、第2ストッパ230としての金属棒の端部230aには、何も取り付けられていなかった。これに限らず、第2ストッパ230の端部230aに、第1ストッパ30のようなブロック体を取り付けてもよい。このときは、該ブロック体は、第2ストッパ230の軸方向から見たときに、端部230a全体が覆われるような大きさを有することが好ましい。
Further, in the above-described second embodiment, nothing is attached to the
前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。 The above embodiments are merely examples, and the scope of the present disclosure should not be construed in a limited manner. The scope of the present disclosure is defined by the scope of claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the scope of claims are within the scope of the present disclosure.
ここに開示された技術は、少なくとも1つの曲部を有する金属管を複数鋳込んで熱間プレス成型用金型を製造する際に有用である。 The technique disclosed herein is useful in manufacturing a die for hot press molding by casting a plurality of metal tubes having at least one curved portion.
1 熱間プレス成型用金型
10 金属管
10a 端部
11 第1湾曲部(曲部)
12 第2湾曲部(曲部)
13 連結具
20 モデル(金型形状部)
30 第1ストッパ
31 孔部
50 鋳型
51a キャビティ面
131 孔部
131a 第1孔部
132b 第2孔部
230 第2ストッパ
1 Hot press molding die 10
12 Second curved part (curved part)
13
30
Claims (6)
金型の形状を模した金型形状部材に前記各金属管を配置する金属管配置工程と、
前記金属管配置工程の後、前記金型形状部材の表面に沿ったキャビティ面が形成されるように鋳物砂により鋳型を形成する鋳型形成工程と、
前記鋳型形成工程で形成された前記鋳型内に溶湯を投入する鋳込み工程と、を含み、
前記各金属管の両側端部には、前記鋳型に引っ掛かる形状をなしかつ前記各金属管を前記鋳型に対して固定するための第1ストッパがそれぞれ設けられており、
前記金属管配置工程は、前記第1ストッパが前記金型形状部材の外部に位置するように、前記各金属管を配置する工程であり、
前記鋳型形成工程は、前記第1ストッパが前記鋳型に埋められるように該鋳型を形成する工程であることを特徴とする熱間プレス成型用金型の製造方法。 A method for manufacturing a hot press molding die, in which a plurality of metal tubes having at least one curved portion are cast to manufacture a die.
A metal tube arranging step of arranging each of the metal tubes on a mold-shaped member that imitates the shape of the mold, and
After the metal tube arranging step, a mold forming step of forming a mold with casting sand so that a cavity surface along the surface of the mold-shaped member is formed,
Including a casting step of pouring molten metal into the mold formed in the mold forming step.
First stoppers are provided at both end portions of the metal pipes so as to be hooked on the mold and for fixing the metal pipes to the mold.
The metal pipe arranging step is a step of arranging each of the metal pipes so that the first stopper is located outside the mold-shaped member.
The mold forming step is a step of forming the mold so that the first stopper is embedded in the mold. A method for manufacturing a hot press molding die.
前記第1ストッパは、前記金属管の前記端部における管軸方向と直交する方向に孔軸が延びる孔部を有し、
前記鋳型形成工程において、前記孔部内に前記鋳物砂が充填されることを特徴とする熱間プレス成型用金型の製造方法。 In the method for manufacturing a hot press molding die according to claim 1,
The first stopper has a hole having a hole axis extending in a direction orthogonal to the pipe axis direction at the end of the metal pipe.
A method for producing a hot press molding die, which comprises filling the holes with the casting sand in the mold forming step.
前記金属管配置工程の前に、前記各金属管内がそれぞれ略密閉状態になるように、前記各金属管の両側端部の開口部分に前記第1ストッパをそれぞれ溶接により固定する溶接工程を更に含むことを特徴とする熱間プレス成型用金型の製造方法。 In the method for manufacturing a hot press molding die according to claim 1 or 2.
Prior to the metal pipe arranging step, a welding step of fixing the first stoppers to the openings at both end portions of the metal pipes by welding is further included so that the insides of the metal pipes are substantially sealed. A method for manufacturing a hot press molding die.
前記金属管配置工程の前に、隣り合う前記金属管同士における前記金型形状部材内に配置される部分を互いに連結するための連結具を前記各金属管に取り付けて、該各金属管同士を連結する金属管連結工程を更に含むことを特徴とする熱間プレス成型用金型の製造方法。 In the method for manufacturing a hot press molding die according to any one of claims 1 to 3.
Prior to the metal tube arranging step, a connecting tool for connecting the portions of adjacent metal tubes arranged in the mold-shaped member to each other is attached to the metal tubes, and the metal tubes are connected to each other. A method for manufacturing a hot press molding die, which further comprises a process of connecting metal pipes to be connected.
前記金属管配置工程の前に、連結された前記各金属管うちの少なくとも1つの金属管に、当該金属管おける前記金型形状部材内に配置される部分を前記鋳型に対して固定するための第2ストッパを取り付ける中間部固定工程を更に含むことを特徴とする熱間プレス成型用金型の製造方法。 In the method for manufacturing a hot press molding die according to claim 4.
Prior to the metal tube arranging step, for fixing a portion of the metal tube to be arranged in the mold-shaped member to at least one of the connected metal tubes to the mold. A method for manufacturing a hot press molding die, which further comprises an intermediate portion fixing step for attaching a second stopper.
前記複数の金属管のうち隣り合う金属管同士を連結する金属製の連結具を備え、
前記連結具は金型内に埋設されていることを特徴とする熱間プレス成型用金型。 A hot press molding die in which a plurality of metal tubes having at least one curved portion are cast.
A metal connecting tool for connecting adjacent metal pipes among the plurality of metal pipes is provided.
The hot press molding die, characterized in that the connector is embedded in the die.
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