JPH05138270A

JPH05138270A - プレス型兼用モデルの製造方法及びその型材料

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Publication number: JPH05138270A
Application number: JP33014491A
Authority: JP
Inventors: Motokazu Tsutsui; 元和筒井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1993-06-01
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JP3187896B2

Abstract

(57)【要約】【目的】板金加工の少量生産に最適なプレス型兼用モデ
ルの製造と、機械的強度の強いその型材料の提供。【構成】型に機械加工し、成形される被加工物の縁・隅
である溝を形成する機械加工工程と、溝に液状の型材料
を流し込む工程と、型材料が固化した後、必要な輪郭形
状を加工するし、型材料を縁に残し加工機械加工工程と
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス型兼用モデルの
製造方法及びその型材料に関する。更に詳しくは、鋳造
又は倣い加工用のモデル（模型）と、曲げ、深絞り、張
出し加工等を行うプレス型と兼用できるモデルの製造方
法及びその型材料に関する。

【０００２】

【従来技術】鋳物を作るには、一般には砂型に溶湯を注
入して作られる。この砂型の造型を行うには模型が必要
である。この模型は、種々のタイプが知られているが通
常縦割り半片ずつに分離できる模型である。この模型
は、木、粘土、ろう等の材質から作られている。また、
砂型に溶湯を注入後、鋳物は冷却されて縮むので模型は
この縮む分を考慮した寸法分大きく作られている。

【０００３】一方、自動車のボデーのような複雑な曲面
を有するものの絞り加工用の金型は、倣いによりミーリ
ングマシンで加工され製造されることが多い。この加工
のとき使用される倣いの見本である模型は、最終製品の
形状に近い寸法のものである。その意味では、このとき
使用される模型は鋳物用の模型とは異なり共有はできな
い。このミーリング加工のとき、金型の表面にカッター
マーク、送りマークが付くのでミーリング加工後、手動
又は倣いにより研磨加工する必要がある。

【０００４】例えば、自動車、オートバイなどのマフラ
ーは、薄い肉厚のために板金材で作られており、エンジ
ンの燃焼、排気の関係から実験及び理論から導き出され
た複雑な曲線でその中心線が伸びており、かつその断面
構造も一様ではない。このマフラーを製造するには量産
の場合、金型を作り半割りのマフラーをこの金型で絞り
加工で作り、これを突き合わせて溶接して製造してい
る。

【０００５】しかし、試作又は少量生産の場合は、金型
による加工は工数が多く、加工時間、コストの点で問題
がある。すなわち、その金型を用意するには最初にその
金型を加工するための時間とコストがかかる。そこで、
通常は木型を作り、その木型でアルミ、亜鉛、鋳物等の
溶融金属を注湯して所望の製品を作っている。この方法
は、鋳物の収縮を考慮しなければならない、鋳造後バリ
の除去加工しなければならない等加工工数が多く、加工
時間がかかるなどの問題がある。

【０００６】すなわち、前記したマフラー等は、複雑な
曲線で伸びており、かつその断面形状も一様ではないの
で、鋳物の収縮、砂型の形状誤差を考えると簡単にはそ
の所望の精度を再現できないし、そのための工数も多
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、生活の高度化に
伴って消費材を中心に多品種少量生産が増えている。こ
の多品種少量生産は、前記した理由から金型を必要とす
る加工を可能な限り少なくしたほうが良い。なぜなら
ば、通常金型は、量産の場合は１個当たりの償却コスト
は低く問題にならないが、少量生産の場合はそのコスト
が高く生産費を向上させるからである。

【０００８】前記したマフラーのようなもので少量生産
でしかも高精度の加工を行うには、鋳物による加工より
もプレスによる絞り又は曲げ加工による加工、すなわち
塑性加工によるのが望ましい。しかも、可能な限り少な
い工程で加工するのがそのコストを低下させるためにも
望ましい。本発明は、こうした技術的背景で発明された
ものであり次の目的を達成するものである。

【０００９】本発明の目的は、少量生産に最適なプレス
型兼用モデルの製造方法及びその型材料を提供すること
にある。

【００１０】本発明の他の目的は、板金加工の工程を少
なくできるプレス型兼用モデルの製造方法及びその型材
料を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するために次のような手段を採る。

【００１２】このプレス型兼用モデルの製造方法は、ａ．型に機械加工し、成形される被加工物の縁・隅であ
る溝を形成する機械加工工程と、ｂ．前記溝に液状の型材料を流し込む工程と、ｃ．前記型材料が固化した後、必要な輪郭形状を加工
し、前記型材料を前記縁に残し加工する機械加工工程
と、からなる。

【００１３】前記型材料が接着剤と金属粉末とからなる
成分を使うと良い。更に、前記型材料の成分が接着剤が
エポキシ樹脂であり、前記金属粉末がアルミ粉末とから
なり、更にセラミックス粉末を添加されたものであると
良い。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。フランジ付パイプを加工するためのモデル兼用
の深絞り用ダイスの製造方法を例にとって説明する。図
１は、フランジ付パイプを示す。このフランジ付パイプ
１は、直線部分２、フランジ部分３、曲り部分４からな
る。フランジ付パイプ１の肉厚は、１ｍｍ程度の鋼板で
作られており、中心線を含む面で切断した形状の半片で
別々に作られた後、突き合わされて接合し、その継ぎ目
５が溶接で接合されたものである。

【００１５】このフランジ付パイプ１を深絞り加工する
ためのダイスの製造方法を以下説明する。まずモデルの
材料として市販されている板材を用意する。ダイス１０
の材料は、合成樹脂を主成分とする人工の組成物であ
る。本例では、三洋化成工業株式会社（京都府京都市）
製のサンモジュール（商品名、Ｎ０７Ｖ））を用いた。
サンモジュールは、ポリウレタン樹脂、フェノール性樹
脂の球体（マイクロバルーン、米国オハイオ州のＳｔａ
ｎｄａｒｄＣｏ．の商標名であり、製造はＥｍｅｒｓ
ｏｎ＆Ｃｕｍｉｎｇ社）、無機顔料を混合した組成
物である。したがって、この材料は、金属等に比して被
削性が良い、なおかつ木材に比して機械的強度特性が良
い。

【００１６】ダイス１０の素材に、図２に示すようにＮ
Ｃミーリングマシンのエンドミル１１で溝１２を切り込
む。溝１２は、フランジ付パイプ１の継ぎ目５及びフラ
ンジ部分３にのみ接触する部分に切り込みを入れる。こ
れは、深絞りダイスとして使用するときこれらの部分に
応力が集中するので、この部分のみを下記の型材料に置
き換えて耐摩耗性など機械的強度を強化するためであ
る。溝１２の加工が終了すると、この溝１２に以下に示
す成分からなる液状の型材料１３を注入し、充填する
（図３参照）。

【００１７】型材料１ａ．液体エポキシ樹脂（旭電化工業株式会社製、商品名−アデカレジンＥＰ− ４５３０）１．０（重量比）ｂ．アルミ粉末（日協産業株式会社製、粒度３００＃、商品名−ＡＬＧ−３００）１．０〜２．０（重量比）ｃ．セラミックス（Ａｌ₂Ｏ₃）の粒度６００＃の粉末（日協産業株式会社製、商標名−ジルコンフラワー）０．５〜０．６（重量比）エポキシ樹脂は、硬い硬脂であるがこれに潤滑性を付与
するためにアルミ粉末を混入させ、更に耐摩耗性を向上
させるためにセラミックス粉末を混合させた。このセラ
ミックス粉末は、アルミナ系以外の二酸化ケイ素系（Ｓ
ｉＯ₂）など他のセラミックスを単独又はこれらの混合
物でも良い。

【００１８】この型材料１３が硬化した後、ボールエン
ドミル１４で加工を行う。ボールエンドミル１４の軌跡
は、図４に示すようにジグザクに進みながら所望の形状
に加工する。この工具軌跡は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム
で自動プログラミングされる。この加工が終了すると、
図５に示すように、ダイス１０の形状が加工される。ダ
イス１０は、板金材を深絞り加工するとき加工中の応力
が集中するエッジ（縁）１５、コーナー（隅）１６部分
すべてが型材料１３で作られているので機械強度が高
い。

【００１９】これと同様な考え方で図６に示すようなポ
ンチ２１を製造する。すなわち、ポンチ２１の絞り加工
の応力が集中するエッジ部分２２も同様に前記した型材
料で構成する。このポンチ２１は、前記ダイス１０と同
様にポンチ保持具２０と一体にしてダイス１０と同様の
工程で製造される。マフラー１の製造は、ダイス１０の
上に鋼板、ＳＰＣＣ、アルミ板、ステンレス板、チタン
板材などの板金材Ｗを搭載した後、ポンチ２１を下降さ
せることにより板金材Ｗに絞り加工を行う。

【００２０】このとき、マフラー１のフランジ部分３は
きびしい縮みフランジ変形を受けるが、円筒部２の材料
は比較的楽な曲げ変形を受けて成形される。しかし、こ
のきびしい部分、すなわち緑・隅には、前記した型材料
１３で搭載されているので変形、摩耗を生じることなく
金型と近い性質を示す。

【００２１】［第２実施例］前記第１実施例の型材料の
配分割合は前述した通りであるが、前記割合に限定され
るものではない。次の配合例でも良い。この型材料２
は、セラミックス粉末を含まない分だけ耐摩耗性が低い
が充分に使用に耐えうる。

【００２２】型材料２ａ．液体エポキシ樹脂（旭電化工業株式会社製、商品名−アデカレジンＥＰ− ４５３０）１．０（重量比）ｂ．アルミ粉末（日協産業株式会社製、粒度３００＃、商品名−ＡＬＧ−３００）１．０〜２．０（重量比）［その他の実施例］前記実施例は、深絞り用のプレス型
であった。また、その形状も他の形状でも適用できる。
図７に示すものは、他の実施例の絞り型の断面図を示
す。ポンチ２１ａの周囲に広めの型材料２３を配置した
例である。この型材料２３に対応してダイス１０にも広
めの型材料１３ａを配置したものである。この実施例だ
と深絞りでもこの部分２３，１３ａの間で板材がしごか
れてシワが充分に取れる役割をする。

【００２３】また、前記実施例は深絞り型であったが、
曲げ加工、張出し加工など他の加工にも使用しても良
い。また、ダイス、ポンチの寸法が製品の内外径と同一
なので金型のミーリング加工用のモデルとしても使用で
きる。また、前記実施例では、ダイス、ポンチの材料に
合成樹脂を用いたが、機械的強度が良ければ合成木材等
他の材料でも良い。ダイス、ポンスとこれらのホルダー
とは図７に示すように別材料で構成し後で組み立てても
良い。

【００２４】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明はモデルと
しても少量生産用のプレス型としても使用できる。した
がって、板金製品の少量生産用として、工程数の減少、
加工精度の向上、コストの低下が可能になった。また、
更にチタン材など硬い板金材の加工も可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は被加工品の例を示す外観図である。

【図２】図２はダイス加工のためにミーリングにより溝
を入れるところを示す図である。

【図３】図３は溝に液体の型材料を注入した状態を示す
図である。

【図４】図４はエンドミルでダイスを加工している状況
を示す図である。

【図５】図５は完成したダイスの外観を示す図であ
る。。

【図６】図６はダイスとポンチを示す外観図である。

【図７】図７は他の実施例の深絞りダイスとポンチの断
面図である。

【符号の説明】

１…フランジ付パイプ、２…直線、３…フランジ部分、
４…曲り部分、５…継ぎ目

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ．型に機械加工し、成形される被加工物
の縁・隅である溝を形成する機械加工工程と、ｂ．前記溝に液状の型材料を流し込む工程と、ｃ．前記型材料が固化した後、必要な輪郭形状を加工
し、前記型材料を前記縁に残し加工する機械加工工程
と、からなるプレス型兼用モデルの製造方法。
【請求項２】請求項１において、前記型材料が接着剤と
金属粉末とからなることを特徴とする型材料。
【請求項３】請求項２において、前記型材料の成分が接
着剤がエポキシ樹脂であり、前記金属粉末がアルミ粉末
とからなり、更にセラミックス粉末を添加されたもので
あることを特徴とする型材料。