JP3755404B2 - 金型の修正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型の修正方法に関し、たとえば自動車の各種パネルをプレス成形するための金型を修正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を構成する鋼板は金型を用いてプレス成形されるが、この種の金型において、金型が製作されたのちにワークの形状や余肉が変更されると当該金型を修正する必要が生じる。こうした金型修正には、金型を削る修正と、金型に肉盛りする修正とがあるが、後者の肉盛りは、図４に示すように金型の修正個所に溶接で肉盛りしたのち、目的とする修正形状に形状仕上げ加工することで行われる。
【０００３】
肉盛りは手動溶接あるいはＮＣ制御によるロボットやＮＣ加工機を用いて行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の修正方法では以下の問題があった。
まず、溶接により肉盛りする作業にロボットやＮＣ加工機を用いる場合、金型の急な斜面を溶接するときはできる限り斜面に垂直な方向に溶接トーチを向けることが必要とされるが、こうすると５軸制御のロボットまたはＮＣ加工機が必要になって、ＮＣデータの作成が困難であるという問題があった。
【０００５】
また、金型の形状、溶接方向または溶接順序によって溶接内に空洞が生じることがあり、これを防止するためには溶接操作の途中で溶接順序を変更する必要がある。
【０００６】
たとえば、図５に示すような急な傾斜面と緩やかな傾斜面とが複合する形状の金型に対して溶接順序を変えずに溶接する場合には、特に同図の急斜面から緩斜面に移行する部分で、母材（金型）ではなく直前に溶接した溶接ビードＡに向かってアークが発生し、溶融金属が溶接ビードＡ上にのみ溶け込むことにより、母材と溶接ビードＡとの間に空洞が発生する。したがって、この空洞化不具合を防止するためには、緩斜面のみ溶接順序（同図に示すピック方向）を変更する必要が生じる。同図に示す形状例では、ＮＣデータを作成する際に、図６（Ａ）に示すように緩斜面の範囲１，３と急斜面の範囲２に分割して当該ＮＣデータを作成する必要があった。
【０００７】
しかも、図６（Ａ）に示すように緩斜面と急斜面との稜線１，２が直線となる比較的単純な形状にあっては、溶接操作の分割範囲１，２，３も直線で分割できるので、さほど困難ではないが、同図（Ｂ）に示すように緩斜面と急斜面との稜線１，２が曲線となるような複雑な形状にあっては、溶接操作の分割範囲１および２と２および３の境界線を定義することが困難で、ＮＣデータの作成がきわめて困難であった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ＮＣデータなどの加工データを容易に作成でき、しかも溶接の空洞化を防止できる金型の修正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明によれば、溶接具を備えた自動加工機を用いて金型を修正する方法であって、目的とする修正部位に断面が階段状の加工を施したのち、前記階段状の部位のステップ部に溶接材を肉盛りし、肉盛りされた溶接材を目的とする形状に修正加工する金型の修正方法が提供される。
【００１０】
この金型の修正方法では、肉盛り修正する部位を断面階段状に加工したのち、そのステップ部に溶接材を肉盛りする。そして最後に、この肉盛りされた溶接材を目的とする形状に修正加工する。これにより、修正部位が金型の傾斜面であっても、溶接材を肉盛りするステップ部は互いに平行な面となるので、自動加工機の姿勢が単純化され、５軸制御でなくても３軸制御の自動加工機にて対応することができる。
【００１１】
また、各ステップ部は互いに平行な面とされ、しかも一つのステップ部に対してはそのまま上面に重ねて溶接材を溶接すれば良いので、溶接途中において溶接材の角度が変化することがなくなり、空洞化を防止することができる。
【００１２】
（２）上記発明においては特に限定されないが、請求項２記載の金型の修正方法ように、前記階段状の部位の頂点が、修正前の金型表面と一致することがより好ましい。
【００１３】
目的とする修正部位に階段状の部位を加工する際に、階段状の部位の頂点を修正前の金型表面と一致させておけば、修正部位の切削加工量を必要最小限にすることができ、加工時間および溶接材の肉盛り量を最小とすることができる。
【００１４】
（３）上記発明においては特に限定されないが、請求項３記載の金型の修正方法ように、前記階段状の部位のステップ部の幅が一定であることがより好ましい。
【００１５】
各ステップ部の幅を一定にすることで、各ステップ部に対する溶接ビード数が一定となり、ＮＣデータの作成が容易となる。
【００１６】
（４）上記発明においては特に限定されないが、請求項４記載の金型の修正方法ように、前記階段状の部位の各ステップ部に対し、前記溶接具に対する位置が低いステップ部から高いステップ部に向かって順に溶接材を肉盛りすることがより好ましい。
【００１７】
溶接具に対する位置が低いステップ部から溶接材の肉盛りを行うことで、溶接具と金型との干渉を防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、修正部位が金型の傾斜面であっても、溶接材を肉盛りするステップ部は互いに平行な面となるので、自動加工機の姿勢が単純化され、５軸制御でなくても３軸制御の自動加工機にて対応することができる。この結果、ＮＣデータの作成が容易となる。
【００１９】
また、各ステップ部は互いに平行な面とされ、しかも一つのステップ部に対してはそのまま上面に重ねて溶接材を溶接すれば良いので、溶接途中において溶接材の角度が変化することがなくなり、溶接部の空洞化を防止することができる。
【００２０】
これに加えて、請求項２記載の発明によれば、目的とする修正部位に階段状の部位を加工する際に、階段状の部位の頂点を修正前の金型表面と一致させるので、修正部位の切削加工量を必要最小限にすることができ、加工時間および溶接材の肉盛り量を最小とすることができる。
【００２１】
また、請求項３記載の発明によれば、各ステップ部の幅を一定にするので、各ステップ部に対する溶接ビード数が一定となり、ＮＣデータの作成が容易となる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、溶接具に対する位置が低いステップ部から溶接材の肉盛りを行うので、溶接具と先に形成された溶接材あるいは金型との干渉を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の金型の修正方法の第１工程を示す金型の断面図、図２は同じく第２工程を示す金型の断面図、図３は同じく第３工程を示す金型の断面図である。
【００２４】
まず、第１工程では、図１に示す金型の修正を目的とする部位に断面が階段状となるように加工を施す。同図において、点線は修正前の金型表面の形状を示し、この修正前の金型表面を、切削工具１を用いて階段状に切削加工する。この階段状に切削するときのステップ部３の幅ｔは一定とし、かつ階段状の部分の頂点４は、修正前の金型表面と一致するように切削加工することが望ましい。
【００２５】
各ステップ部３の幅ｔを一定にすることで、次の第２工程で実施する各ステップ部３に対する溶接ビード数が一定となり、ＮＣデータの作成が容易となるからである。また、階段状の部位の頂点４を修正前の金型表面と一致させておけば、修正部位の切削加工量を必要最小限にすることができ、加工時間および溶接材の肉盛り量を最小とすることができるからである。
【００２６】
この切削加工は。修正前の金型表面の形状データを基に、上述した条件でＮＣデータを作成し、ＮＣ加工機を用いて自動加工する。
【００２７】
次の第２工程では、図２（Ａ）に示すように、ロボットアーム又はＮＣ加工機（図示せず）の先端に取り付けられた溶接トーチ５を用いて、第１工程で切削加工された階段状のステップ部３に溶接ビード７を形成する。
【００２８】
このとき、溶接ビード７の形成順序は、同図（Ｂ）の数字で示すように、階段状の部分の低い方から順に１本ずつ形成し、全てのステップ部３に対して１本目の溶接ビード７を形成したら、次の２本目の溶接ビード７を同様に低いステップ部３から順に形成する。溶接トーチ５に対する位置が低いステップ部３から溶接ビード７の肉盛りを行うことで、同図（Ｃ）に示すような溶接トーチ５と金型あるいは先に形成された溶接ビード７との干渉を防止することができる。
【００２９】
なお、本例の溶接トーチ５は外径が２０ｍｍのものを用い、ワイヤ６の突出量は１０〜２０ｍｍとした。
【００３０】
本工程における溶接ビード７は、仕上げ加工の取り代のため、目的とする修正後の形状（同図（Ｂ）に示す点線８）よりも若干高い位置まで行う。
【００３１】
最後の第３工程では、図３に示すように、目的とする修正後の形状８のデータにより、仕上げ加工具９を用いて肉盛りされた溶接ビード７を仕上げ加工する。なお、修正後のデータは形状に基づくＮＣデータであっても、モデルに基づく倣い加工用データであっても良い。
【００３２】
以上の工程により、金型を目的とする形状に肉盛り修正することができる。
【００３３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金型の修正方法（第１工程）を示す金型の断面図である。
【図２】本発明の金型の修正方法（第２工程）を示す金型の断面図である。
【図３】本発明の金型の修正方法（第３工程）を示す金型の断面図である。
【図４】従来の金型修正方法を説明するための断面図である。
【図５】従来の金型修正方法の問題点を説明するための断面図および斜視図である。
【図６】従来の金型修正方法の問題点を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
Ｍ…金型
１…切削工具
２…修正前の金型表面
３…ステップ部
４…頂点
５…溶接トーチ
６…ワイヤ
７…溶接ビード
８…修正後の金型表面
９…仕上げ加工具
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型の修正方法に関し、たとえば自動車の各種パネルをプレス成形するための金型を修正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を構成する鋼板は金型を用いてプレス成形されるが、この種の金型において、金型が製作されたのちにワークの形状や余肉が変更されると当該金型を修正する必要が生じる。こうした金型修正には、金型を削る修正と、金型に肉盛りする修正とがあるが、後者の肉盛りは、図４に示すように金型の修正個所に溶接で肉盛りしたのち、目的とする修正形状に形状仕上げ加工することで行われる。
【０００３】
肉盛りは手動溶接あるいはＮＣ制御によるロボットやＮＣ加工機を用いて行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の修正方法では以下の問題があった。
まず、溶接により肉盛りする作業にロボットやＮＣ加工機を用いる場合、金型の急な斜面を溶接するときはできる限り斜面に垂直な方向に溶接トーチを向けることが必要とされるが、こうすると５軸制御のロボットまたはＮＣ加工機が必要になって、ＮＣデータの作成が困難であるという問題があった。
【０００５】
また、金型の形状、溶接方向または溶接順序によって溶接内に空洞が生じることがあり、これを防止するためには溶接操作の途中で溶接順序を変更する必要がある。
【０００６】
たとえば、図５に示すような急な傾斜面と緩やかな傾斜面とが複合する形状の金型に対して溶接順序を変えずに溶接する場合には、特に同図の急斜面から緩斜面に移行する部分で、母材（金型）ではなく直前に溶接した溶接ビードＡに向かってアークが発生し、溶融金属が溶接ビードＡ上にのみ溶け込むことにより、母材と溶接ビードＡとの間に空洞が発生する。したがって、この空洞化不具合を防止するためには、緩斜面のみ溶接順序（同図に示すピック方向）を変更する必要が生じる。同図に示す形状例では、ＮＣデータを作成する際に、図６（Ａ）に示すように緩斜面の範囲１，３と急斜面の範囲２に分割して当該ＮＣデータを作成する必要があった。
【０００７】
しかも、図６（Ａ）に示すように緩斜面と急斜面との稜線１，２が直線となる比較的単純な形状にあっては、溶接操作の分割範囲１，２，３も直線で分割できるので、さほど困難ではないが、同図（Ｂ）に示すように緩斜面と急斜面との稜線１，２が曲線となるような複雑な形状にあっては、溶接操作の分割範囲１および２と２および３の境界線を定義することが困難で、ＮＣデータの作成がきわめて困難であった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ＮＣデータなどの加工データを容易に作成でき、しかも溶接の空洞化を防止できる金型の修正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明によれば、溶接具を備えた自動加工機を用いて金型を修正する方法であって、目的とする修正部位に断面が階段状の加工を施したのち、前記階段状の部位のステップ部に溶接材を肉盛りし、肉盛りされた溶接材を目的とする形状に修正加工する金型の修正方法が提供される。
【００１０】
この金型の修正方法では、肉盛り修正する部位を断面階段状に加工したのち、そのステップ部に溶接材を肉盛りする。そして最後に、この肉盛りされた溶接材を目的とする形状に修正加工する。これにより、修正部位が金型の傾斜面であっても、溶接材を肉盛りするステップ部は互いに平行な面となるので、自動加工機の姿勢が単純化され、５軸制御でなくても３軸制御の自動加工機にて対応することができる。
【００１１】
また、各ステップ部は互いに平行な面とされ、しかも一つのステップ部に対してはそのまま上面に重ねて溶接材を溶接すれば良いので、溶接途中において溶接材の角度が変化することがなくなり、空洞化を防止することができる。
【００１２】
（２）上記発明においては特に限定されないが、請求項２記載の金型の修正方法ように、前記階段状の部位の頂点が、修正前の金型表面と一致することがより好ましい。
【００１３】
目的とする修正部位に階段状の部位を加工する際に、階段状の部位の頂点を修正前の金型表面と一致させておけば、修正部位の切削加工量を必要最小限にすることができ、加工時間および溶接材の肉盛り量を最小とすることができる。
【００１４】
（３）上記発明においては特に限定されないが、請求項３記載の金型の修正方法ように、前記階段状の部位のステップ部の幅が一定であることがより好ましい。
【００１５】
各ステップ部の幅を一定にすることで、各ステップ部に対する溶接ビード数が一定となり、ＮＣデータの作成が容易となる。
【００１６】
（４）上記発明においては特に限定されないが、請求項４記載の金型の修正方法ように、前記階段状の部位の各ステップ部に対し、前記溶接具に対する位置が低いステップ部から高いステップ部に向かって順に溶接材を肉盛りすることがより好ましい。
【００１７】
溶接具に対する位置が低いステップ部から溶接材の肉盛りを行うことで、溶接具と金型との干渉を防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、修正部位が金型の傾斜面であっても、溶接材を肉盛りするステップ部は互いに平行な面となるので、自動加工機の姿勢が単純化され、５軸制御でなくても３軸制御の自動加工機にて対応することができる。この結果、ＮＣデータの作成が容易となる。
【００１９】
また、各ステップ部は互いに平行な面とされ、しかも一つのステップ部に対してはそのまま上面に重ねて溶接材を溶接すれば良いので、溶接途中において溶接材の角度が変化することがなくなり、溶接部の空洞化を防止することができる。
【００２０】
これに加えて、請求項２記載の発明によれば、目的とする修正部位に階段状の部位を加工する際に、階段状の部位の頂点を修正前の金型表面と一致させるので、修正部位の切削加工量を必要最小限にすることができ、加工時間および溶接材の肉盛り量を最小とすることができる。
【００２１】
また、請求項３記載の発明によれば、各ステップ部の幅を一定にするので、各ステップ部に対する溶接ビード数が一定となり、ＮＣデータの作成が容易となる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、溶接具に対する位置が低いステップ部から溶接材の肉盛りを行うので、溶接具と先に形成された溶接材あるいは金型との干渉を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の金型の修正方法の第１工程を示す金型の断面図、図２は同じく第２工程を示す金型の断面図、図３は同じく第３工程を示す金型の断面図である。
【００２４】
まず、第１工程では、図１に示す金型の修正を目的とする部位に断面が階段状となるように加工を施す。同図において、点線は修正前の金型表面の形状を示し、この修正前の金型表面を、切削工具１を用いて階段状に切削加工する。この階段状に切削するときのステップ部３の幅ｔは一定とし、かつ階段状の部分の頂点４は、修正前の金型表面と一致するように切削加工することが望ましい。
【００２５】
各ステップ部３の幅ｔを一定にすることで、次の第２工程で実施する各ステップ部３に対する溶接ビード数が一定となり、ＮＣデータの作成が容易となるからである。また、階段状の部位の頂点４を修正前の金型表面と一致させておけば、修正部位の切削加工量を必要最小限にすることができ、加工時間および溶接材の肉盛り量を最小とすることができるからである。
【００２６】
この切削加工は。修正前の金型表面の形状データを基に、上述した条件でＮＣデータを作成し、ＮＣ加工機を用いて自動加工する。
【００２７】
次の第２工程では、図２（Ａ）に示すように、ロボットアーム又はＮＣ加工機（図示せず）の先端に取り付けられた溶接トーチ５を用いて、第１工程で切削加工された階段状のステップ部３に溶接ビード７を形成する。
【００２８】
このとき、溶接ビード７の形成順序は、同図（Ｂ）の数字で示すように、階段状の部分の低い方から順に１本ずつ形成し、全てのステップ部３に対して１本目の溶接ビード７を形成したら、次の２本目の溶接ビード７を同様に低いステップ部３から順に形成する。溶接トーチ５に対する位置が低いステップ部３から溶接ビード７の肉盛りを行うことで、同図（Ｃ）に示すような溶接トーチ５と金型あるいは先に形成された溶接ビード７との干渉を防止することができる。
【００２９】
なお、本例の溶接トーチ５は外径が２０ｍｍのものを用い、ワイヤ６の突出量は１０〜２０ｍｍとした。
【００３０】
本工程における溶接ビード７は、仕上げ加工の取り代のため、目的とする修正後の形状（同図（Ｂ）に示す点線８）よりも若干高い位置まで行う。
【００３１】
最後の第３工程では、図３に示すように、目的とする修正後の形状８のデータにより、仕上げ加工具９を用いて肉盛りされた溶接ビード７を仕上げ加工する。なお、修正後のデータは形状に基づくＮＣデータであっても、モデルに基づく倣い加工用データであっても良い。
【００３２】
以上の工程により、金型を目的とする形状に肉盛り修正することができる。
【００３３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金型の修正方法（第１工程）を示す金型の断面図である。
【図２】本発明の金型の修正方法（第２工程）を示す金型の断面図である。
【図３】本発明の金型の修正方法（第３工程）を示す金型の断面図である。
【図４】従来の金型修正方法を説明するための断面図である。
【図５】従来の金型修正方法の問題点を説明するための断面図および斜視図である。
【図６】従来の金型修正方法の問題点を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
Ｍ…金型
１…切削工具
２…修正前の金型表面
３…ステップ部
４…頂点
５…溶接トーチ
６…ワイヤ
７…溶接ビード
８…修正後の金型表面
９…仕上げ加工具
Claims (4)
- 溶接具を備えた自動加工機を用いて金型を修正する方法であって、目的とする修正部位に断面が階段状の加工を施したのち、前記階段状の部位のステップ部に溶接材を肉盛りし、肉盛りされた溶接材を目的とする形状に修正加工する金型の修正方法。
- 前記階段状の部位の頂点が、修正前の金型表面と一致する請求項１記載の金型の修正方法。
- 前記階段状の部位のステップ部の幅が一定である請求項１又は２記載の金型の修正方法。
- 前記階段状の部位の各ステップ部に対し、前記溶接具に対する位置が低いステップ部から高いステップ部に向かって順に溶接材を肉盛りする請求項１乃至３記載の金型の修正方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001018706A JP3755404B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | 金型の修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001018706A JP3755404B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | 金型の修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002219567A JP2002219567A (ja) | 2002-08-06 |
| JP3755404B2 true JP3755404B2 (ja) | 2006-03-15 |
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ID=18884690
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001018706A Expired - Fee Related JP3755404B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | 金型の修正方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2020009115A1 (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 日立金属株式会社 | 部材およびその製造方法 |
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2001
- 2001-01-26 JP JP2001018706A patent/JP3755404B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2020009115A1 (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 日立金属株式会社 | 部材およびその製造方法 |
| JPWO2020009115A1 (ja) * | 2018-07-06 | 2021-02-25 | 日立金属株式会社 | 部材およびその製造方法 |
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| JP7173262B2 (ja) | 2018-07-06 | 2022-11-16 | 日立金属株式会社 | 部材 |
| US11980964B2 (en) | 2018-07-06 | 2024-05-14 | Proterial, Ltd. | Member and method of manufacturing the same |
Also Published As
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| JP2002219567A (ja) | 2002-08-06 |
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