JPH05138269A - 金型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金型の製造工程の大幅な簡略化および製造コス
トの低減化を可能とした金型の製造方法を提供すること
を目的とする。 【構成】本発明の金型の製造方法では、パンチ基準モデ
ル型を基にして、パンチ反転モデル型を成形し、そのパ
ンチ反転モデル型を利用してパンチ２４を鋳造し、次い
で、前記パンチ２４とブランクホルダ基準モデル型を利
用してダイ反転モデル型を成形し、前記ダイ反転モデル
型と前記パンチ２４とを利用してブランクホルダ４２を
鋳造し、そのブランクホルダ４２と前記パンチ２４とを
利用してダイ５０を鋳造している。また、鋳造時に所定
のキャビテイ表面に雲母を基材とした耐熱層である第２
スペース層５４を形成することにより絞り加工されるワ
ークの厚みのクリアランスが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型の製造方法に関
し、一層詳細には、金型の製造工程の大幅な簡略化を可
能とした金型の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、平板状のワークから凹凸状部材
を成形する場合、絞り金型を用いた絞り加工が行われ
る。図１０にこの金型２の一例を示す。該金型２は、図
示しない機械式あるいは油圧式のプレス機の内部に取着
され、基本的には、ワーク４が絞り成形される下型パン
チ６と、図示しないプレス機のラムと連結される昇降自
在な上型ダイ８と、前記上型ダイ８の下降に伴う押圧作
用下にクッションピン７により支持されるブランクホル
ダ９とからなる。

【０００３】そして、前記金型２を用いた絞り加工は、
先ず、上型ダイ８と下型パンチ６との間にワーク４を挟
持し、次いで、プレス機によりワーク４を押圧して所望
の形状に加工した後、型開きし、ワーク４を離脱させて
搬出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
金型２によって生産されるワーク４には、近年、多品種
少量生産が要求されており、従って、ワーク形状の変更
に対応して金型２の形状の変更も必要となる。

【０００５】一方、絞り加工に用いられる金型２は、上
型ダイ８、下型パンチ６、ブランクホルダ９の各形状に
対応する鋳型を形成し、この鋳型内に溶湯を注湯して凝
結させる鋳造工程により個別に製造されている。

【０００６】この結果、金型２の鋳造には、多大な製造
時間と労力を要するばかりでなく、各製品形状に応じて
個々に金型を鋳造する必要があるため、製造コストの高
騰を招く不都合が顕在化している。

【０００７】従って、前記不都合を克服すべく、本発明
の目的は、絞り加工等に用いられる金型の製造に際し
て、製造工程の大幅な簡略化並びに製造コストの低減化
を図ることのできる金型の製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【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、第１金型と第２金型とブランクホルダと
からなり、これらの間にワークを設け、前記ワークに絞
り加工を施す金型の製造方法であって、前記第１金型の
モデル型を用いて、前記第１金型の反転型を成形する過
程と、前記反転型を用いて、前記第１金型を成形する過
程と、前記第１金型に対してブランクホルダのモデル型
を位置決めした後、前記第２金型のモデル型を成形する
過程と、前記ブランクホルダのモデル型を除去した後、
そのキャビテイに前記ブランクホルダを成形する過程
と、前記第２金型のモデル型を除去した後、ワークに相
当するクリアランスを画成すべく、前記第１金型および
前記ブランクホルダ上にスペース層を形成する過程と、
前記スペース層上に前記第２金型を成形する過程と、を
備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】第１金型モデル型から成形した反転型を用いて
第１金型を成形し、次いで、前記第１金型およびブラン
クホルダのモデル型を用いて第２金型モデル型を得た
後、ブランクホルダおよび第２金型を成形する。この場
合、金型の各構成部材を独立に製造することなく、連続
する一連の製造工程で製造することができるので製造工
程の大幅な簡略化を図ることができる。

【００１０】また、成形時に所定のキャビテイ表面にス
ペース層を設けることにより、絞り加工を施すワークの
厚みのクリアランスを容易に得ることができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明に係る金型の製造方法について
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

【００１２】図１において、先ず、公知の加工方法によ
りパンチ基準モデル型１０を成形する。そして、このパ
ンチ基準モデル型１０に対して鋳枠１２を設け、パンチ
反転モデル型を成形するためのキャビテイ１６を画成す
る。次に溶融したモデル成形材料１８をこのキャビテイ
１６内に流し込み、凝結させ、パンチ基準モデル型１０
を離型してパンチ反転モデル型２０を成形する（図２参
照）。

【００１３】なお、前記モデル成形材料１８は、亜鉛
（Ｚｎ）を主体とする金属材料である後述する金型成形
材料２８との溶着を回避し、離型性を向上させるため
に、例えば、容易に溶融と凝結の挙動を示すガラス成分
等の無機質材料を主体とする非金属性材料を用いた。

【００１４】次に、図２において前記過程で成形したパ
ンチ反転モデル型２０と鋳枠１２とによって画成される
キャビテイ２２に金型成形材料２８を注湯し、凝結させ
た後、パンチ反転モデル型２０を除去してパンチ２４を
鋳造する（図３参照）。

【００１５】なお、前記金型成形材料２８としては、不
要となった金型を形状の異なる新たな金型として繰り返
し再利用することを目的として日曹金属化学製の「モル
デックス（Ｍｏｌｄｅｘ）」（商品名）を用いた。モル
デックスは、全体重量に対して、亜鉛（Ｚｎ）８２．７
６重量％、銅（Ｃｕ）１２．０３重量％、アルミニウム
（Ａｌ）４．８５重量％、ケイ素（Ｓｉ）０．２２重量
％、ニッケル（Ｎｉ）０．１０重量％、チタン（Ｔｉ）
０．０４重量％の組成からなり、溶融温度は５００℃付
近に存在する。また、このモルデックスを用いて成形し
た当該パンチ２４は、１６５ＨＶ以上の耐圧硬度を示
し、この硬度は、絞り加工に用いる金型として必要な硬
度を十分満足するものである。

【００１６】次いで、図４において前記過程で鋳造した
パンチ２４の外周部に支持部材３０を介してブランクホ
ルダ基準モデル型３２を位置決めした後、パンチ２４上
のキャビテイ３８に、前記過程で用いたものと同様のモ
デル成形材料１８を流し込み、凝結させてダイ反転モデ
ル型３６を成形する（図５参照）。

【００１７】さらに、前記ダイ反転モデル型３６を下方
に配置し、支持部材３０およびブランクホルダ基準モデ
ル型３２を除去して得られるパンチ２４の外表面にクリ
アランスを得ることを目的として、第１スペース層４６
を形成する（図６参照）。また、鋳枠１２に、前記支持
部材３０およびブランクホルダ基準モデル型３２に対応
したキャビテイ４８に連通する注湯口５１を設ける。

【００１８】そして、以上のようにして得た第１スペー
ス層４６を形成したキャビテイ４８に、図２の過程で使
用したモルデックスからなる金型成形材料２８の溶湯を
注湯し、凝結させてブランクホルダ４２を鋳造する（図
７参照）。

【００１９】このブランクホルダ４２は、１４９ＨＶ以
上の耐圧硬度を示し、この硬度は、絞り加工に用いる金
型として必要な硬度を十分満足するものである。

【００２０】なお、第１スペース層４６を析出させる混
合液は、主原料となる骨材として劈開性と耐熱性が顕著
に優れた金雲母と、析出する結晶状層の硬化促進を目的
として雲母構造中の水酸基を全てフッ素と置換した合成
雲母であるルブリケートと、スラリー内の気泡を除去す
るための消泡剤であるペレックスと、結合剤である硅酸
カリウムと、この混合液を塗布する金型表面の濡性を得
るための湿潤剤であるオクチルアルコールとを用いた。

【００２１】ここで、上記の成分からなる第１スペース
層４６以外の積層材料として、シリコーン、セラミック
スも考えられるが、シリコーンは、耐熱温度の上限が２
７０℃であり、５００℃で溶融するモルデックスを用い
た鋳造工程での使用に際しては、炭化し亀裂が生じるた
めに正常な金属表面が得られず積層材料としての使用に
耐えられない。また、凹凸状を有する金属表面に塗布す
るために、セラミックスを含有する混合液は粘性を必要
とするが、セラミックスは、粘性を得るための好適な耐
熱性の結合剤との配合が不可能なため、積層体を乾燥さ
せる際に割れが生じ積層材料としての使用に耐えられな
い。

【００２２】これに対して、第１スペース層４６は、パ
ンチ２４とこのパンチ２４と同一の金型成形材料２８に
より鋳造されるブランクホルダ４２との離型性を確保す
ることができ、上記のような不都合はない。

【００２３】さらに、ダイ反転モデル型３６を除去した
後、パンチ２４の外周部に支持部材３０を介してブラン
クホルダ４２を位置決めする（図８参照）。そして、パ
ンチ２４およびブランクホルダ４２の上面に、ワークの
板厚に相当するクリアランスを得ることを目的として、
０．８ｍｍ厚の第２スペース層５４を形成する。この第
２スペース層５４は、図６に示す第１スペース層４６と
同一の材料並びに方法を用いて形成した。なお、第１ス
ペース層４６の積層に際しては、先ず、前記混合液を塗
布し、３０℃で６０分間程度乾燥して０．２ｍｍの下層
を得た後に、同様の操作を繰り返して当該実施例で使用
するワークの板厚に相当する０．８ｍｍのクリアランス
の第１スペース層４６を形成した。なお、積層回数を調
整することにより所望のワークの板厚に相当するクリア
ランスを得ることができる。

【００２４】そして、以上のようにして得た第２スペー
ス層５４上のキャビテイ５２に、図２で示す過程で使用
したモルデックスからなる金型成形材料２８の溶湯を注
湯し凝結させダイ５０を鋳造した（図９参照）。

【００２５】このダイ５０は、１５０ＨＶ以上の耐圧硬
度を示し、この硬度は、絞り加工に用いる金型として必
要な硬度を十分満足するものである。

【００２６】以上の過程によりパンチ２４、ブランクホ
ルダ４２、ダイ５０からなる金型が製造される。これら
の金型は、図１０に示す油圧式若しくは機械式のプレス
機に取着され周知の方法によりワークの絞り成形に好適
に用いられる。

【００２７】なお、所定数のワークの製造を完了した前
記金型は、溶融された後、再び他のワーク製造のために
再生される。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明に係る金型の製造方
法によれば、金型の各構成部材を独立に製造する必要が
ないため、製造工程の大幅な簡略化並びに製造コストの
低減化を図る効果を奏する。また、精度の向上を図るこ
ともできる。

【００２９】さらに、鋳造時に所定のキャビテイ表面に
スペース層を形成することにより、特別な工程数を増や
すことなく、容易にワークの板厚に相当するクリアラン
スを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、パンチ反転モデル型を成形するための成形型の縦断
面図である。

【図２】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、パンチを鋳造するためのパンチ反転モデル型の縦断
面図である。

【図３】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、パンチ反転モデル型を用いて鋳造されたパンチの縦
断面図である。

【図４】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、ダイ反転モデル型を成形するための成形型の縦断面
図である。

【図５】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、ダイ反転モデル型を成形した状態の縦断面図であ
る。

【図６】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、ブランクホルダを鋳造するための第１スペース層を
設けた成形型の縦断面図である。

【図７】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、ブランクホルダを成形した状態の縦断面図である。

【図８】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、ダイを鋳造するための第２スペース層を設けた成形
型の縦断面図である。

【図９】本発明に係る金型の製造方法の実施例におい
て、ダイを成形した状態の縦断面図である。

【図１０】絞り加工に用いられる絞り金型の縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１０…パンチ基準モデル型 １２…鋳枠 １６…キャビテイ １８…モデル成形材料 ２０…パンチ反転モデル型 ２２…キャビテイ ２４…パンチ ２８…金型成形材料 ３０…支持部材 ３２…ブランクホルダ基準モデル型 ３６…ダイ反転モデル型 ３８…キャビテイ ４２…ブランクホルダ ４６…第１スペース層 ４８…キャビテイ ５０…ダイ ５１…注湯口 ５２…キャビテイ ５４…第２スペース層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１金型と第２金型とブランクホルダとか
   らなり、これらの間にワークを設け、前記ワークに絞り
   加工を施す金型の製造方法であって、 前記第１金型のモデル型を用いて、前記第１金型の反転
   型を成形する過程と、 前記反転型を用いて、前記第１金型を成形する過程と、 前記第１金型に対してブランクホルダのモデル型を位置
   決めした後、前記第２金型のモデル型を成形する過程
   と、 前記ブランクホルダのモデル型を除去した後、そのキャ
   ビテイに前記ブランクホルダを成形する過程と、 前記第２金型のモデル型を除去した後、ワークに相当す
   るクリアランスを画成すべく、前記第１金型および前記
   ブランクホルダ上にスペース層を形成する過程と、 前記スペース層上に前記第２金型を成形する過程と、 を備えることを特徴とする金型の製造方法。