JPH09220639A - 積層金型の製造方法 - Google Patents

積層金型の製造方法

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JPH09220639A
JPH09220639A JP8027489A JP2748996A JPH09220639A JP H09220639 A JPH09220639 A JP H09220639A JP 8027489 A JP8027489 A JP 8027489A JP 2748996 A JP2748996 A JP 2748996A JP H09220639 A JPH09220639 A JP H09220639A
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JP
Japan
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metal plate
laminated
cut
metal
shape
Prior art date
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Pending
Application number
JP8027489A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuhiro Karaki
満尋 唐木
Mikinari Nozaki
美紀也 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH09220639A publication Critical patent/JPH09220639A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/24Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass dies
    • B23P15/246Laminated dies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】製作時間を短縮でき、しかもキャビティ面形状
の精度を高くすることのできる積層金型の製造方法を提
供する。 【解決手段】それぞれ所定形状に切断された切断面1a
を有する複数枚の金属板1が積層されてなり、各金属板
1の切断面1aにより所定形状のキャビティ面が形成さ
れる積層金型の製造方法であって、所定枚数の金属板1
を積層する工程と、積層された金属板1をレーザーによ
り所定形状に切断するとともに溶着する工程とを繰り返
し実施することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数枚の金属板を積
層してよりなる積層金型の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、鋳造等の金型は、キャビティ面
形状を入力したNCプログラムにより、鋼塊等を直接切
削加工したり、あるいは樹脂等の材料で倣いモデルを製
作し、鋼塊等へ転写加工したりすることにより製造され
ている。しかし、これらの方法では、切削による加工時
間が長くかかるとともに、倣いモデルの製作や専用の切
削工具が必要であり、製作時間や製作費用が大きくなる
という問題がある。
【0003】そこで、特開平3−275229号公報に
は、素材としての鋼板を一枚づつ切削加工して所定形状
の金型片を複数枚準備し、これらを積層後、ボルトによ
り一体的に結合することにより、所定形状のキャビティ
面を有する積層金型を製作する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
従来技術では、鋼板を一枚づつ切削加工するので、鋼塊
等を直接切削加工する場合と比較して切削による加工時
間を短縮することができる。しかし、鋼板を切削加工し
て所定形状の金型片を形成してから、これらを積層する
とともに一体的に結合しなければならないため、金型片
を積層、一体化する際に、各金型片の切削加工面により
形成されるキャビティ面形状の精度が低下するという問
題がある。
【0005】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、製作時間を短縮でき、しかもキャビティ面形状の
精度を高くすることのできる積層金型の製造方法を提供
することを解決すべき技術課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の積層金型の製造方法は、それぞれ所定形状に切断さ
れた切断面を有する複数枚の金属板が積層されてなり、
各該金属板の切断面により所定形状のキャビティ面が形
成される積層金型の製造方法であって、所定枚数の金属
板を積層する工程と、上記積層された金属板を所定形状
に切断するとともに溶着する工程とを、繰り返し実施す
ることを特徴とする。
【0007】本発明方法では、積層された金属板を順次
レーザー加工により所定形状に切断するとともに溶着す
るので、鋼塊等を切削加工する場合と比較して製作時間
を大幅に短縮することができる。また、金属板を所定形
状に切断後、積層する方法では、積層、一体化する際の
誤差によりキャビティ面形状の精度が低下するという問
題があるが、本発明方法ではそのような問題はない。ま
た、レーザー加工により高精度の切断が可能なため、こ
れによってもキャビティ面形状の精度を向上させること
ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、実施形態により本発明を具
体的に説明する。本実施形態は、積層された各金属板の
切断面形状がそれぞれ異なり、積層された各金属板の切
断面により形成されるキャビティ面形状が、金属板の積
層方向に略連続した曲面を有する積層金型を製造するも
のである。これは、同一厚さの金属板を一枚づつ積層
し、積層する毎に、NCプログラムを利用したレーザー
加工により、積層された金属板を一枚ずつ所定形状に切
断(溶断)するとともに、切断された金属板を直ぐ下に
積層されている金属板に溶着(溶接)することにより実
施される。
【0009】また、本実施形態では、金属板の積層方向
において、先に積層された金属板の切断面に対して、後
に積層された金属板の切断面が凹状にへこんだりあるい
は凸状に飛び出したりするように、後に積層された金属
板を加工する。凹状にへこむ場合は、後に積層された金
属板に対して上からレーザーを当てて切断することによ
り、切断すると同時に先に積層された金属板に対して後
に積層された金属板を溶着することができる。
【0010】しかし、凸状に飛び出す場合に、後に積層
された金属板に対して例えば上からレーザーを当てて切
断しようとすると、後に積層された金属板の切断面の下
には先に積層された金属板が存在しないので、切断と同
時に溶着することができない。このため、凸状に飛び出
す場合は、後に積層された金属板を切断した後に、先に
積層された金属板の切断面と後に積層された金属板との
間の境界線に向けて、後に積層された金属板に対して下
からレーザーを当てて溶着するか、あるいは先に積層さ
れた金属板の切断面と後に積層された金属板との間の境
界線に向けて、後に積層された金属板に対して下からレ
ーザーを当てて溶着した後に、後に積層された金属板を
切断する必要がある。
【0011】なお、本実施形態では、NCプログラムに
おいて、上記凹凸が判定され、後に積層された金属板の
切断面が凹状にへこむように加工する場合は、後に積層
された金属板に対して上からレーザーを当てて切断する
ことにより、切断すると同時に先に積層された金属板に
対して後に積層された金属板を溶着するように、レーザ
ー加工機2が制御される。一方、凸状に飛び出すように
加工する場合は、先に積層された金属板の切断面と後に
積層された金属板との間の境界線に向けて、後に積層さ
れた金属板に対して下からレーザーを当てて溶着した後
に、後に積層された金属板に対して上からレーザーを当
てて切断するように、レーザー加工機2が制御される。
【0012】また、溶着のみを行う場合は、切断と同時
に溶着を行う場合と比較して、弱いレーザーを利用する
必要がある。例えば、溶着のみを行う場合は、切断と同
時に溶着を行う場合と比較して、照射するレーザーの広
がり角度を大きくする。以下、図1〜図5に基づいて、
2枚目、3枚目、4枚目の金属板1の各切断面1aが、
それぞれその下に積層されている金属板1に対して凹状
に凹み、5枚目の金属板1の切断面1aはその下に積層
されている金属板1の切断面1aに対して凸状に飛び出
す場合ように加工する場合について、説明する。
【0013】金属板1として、同一厚さw(w:数十〜
数千μm)の長方形状のものを多数準備した。上記レー
ザー加工機2を制御するNCプラグラムにおいては、一
度のレーザー加工により、金属板1を一枚ずつ切断しう
るように、金属板1の厚さwと同等の切断厚さWが決定
される。また、製作しようとする積層金型のキャビティ
面形状に応じて、順に積層される各金属板1の切断形状
が決定される。このNCプログラムで制御されるレーザ
ー加工機2により、順に積層される各金属板1は、それ
ぞれ一枚づつ所定の切断面1a形状に切断されるととも
に、直前に積層、切断された直ぐ下の金属板1にレーザ
ーの熱により溶着される。
【0014】まず、同一厚さwの2枚の金属板1、1を
隙間無く重ねて固定する。固定に際しては、図1に示す
ようにプレス機3を利用する。NCプログラムにおいて
は、まず上記凹凸が判定される。2枚目の金属板1は、
その下の1枚目の金属板1に対して切断面1aが凹状に
へこむように加工するので、NCプログラムは凹の判定
を下し、レーザー加工機2に命令する。そして、図2に
示すように、NCプログラムにより制御されるレーザー
加工機2は、2枚目の金属板1に対して上からレーザー
を当てて、2枚目の金属板1を所定形状に切断すると同
時に、2枚目の金属板1の切断面1aと1枚目の金属板
1との境界線において両金属板1、1を溶着する。同様
に、図3に示すように、3枚目、4枚目の金属板1を順
に、積層及び切断・溶着する。
【0015】次に5枚目の金属板1をさらに上に重ねて
固定する。5枚目の金属板は、4枚目の金属板1の切断
面1aに対して凸状に飛び出すように加工するので、N
Cプログラムは凸の判定を下し、レーザー加工機2に命
令する。そして、図4に示すように、NCプログラムに
より制御されるレーザー加工機2は、先に積層、切断さ
れた4枚目の金属板1の切断面1aと5枚目の金属板1
との間の境界線に向けて、5枚目の金属板1に対して下
からレーザーを当てて溶着する。その後、図5に示すよ
うに、5枚目の金属板1に対して上からレーザーを当て
て5枚目の金属板1を所定形状に切断する。
【0016】同様に、6枚目以降の金属板1を、積層、
切断・溶着を繰り返し、最後に型合せ面をならし加工し
て、積層された各金属板1の切断面1aにより所定のキ
ャビティ面形状をもつ積層金型を製造することができ
る。このように、本実施形態では、積層された金属板1
を順次レーザーにより所定形状に切断するとともに溶着
するので、製作時間の短縮を図りつつ、各金属板1の切
断面1aにより形成される積層金型のキャビティ面形状
の精度を高くすることができる。また、レーザー加工に
より切断、溶着するため、切断面形状を高精度に加工で
きるとともに、熱による歪みも極めてすくない。
【0017】また、一枚の金属板1の厚さwが数十〜数
千μmと極めて薄いものを用いているので、積層方向に
おいて、極めて滑らかな曲面形状を有するキャビティ面
を形成することが可能である。さらに、本実施形態に係
る方法は、制作時間が短く、またコスト的にも有利であ
るため、少量生産用やテスト用の金型を製作する場合に
適している。
【0018】なお、上記実施形態では、金属板1を一枚
づつ積層し、積層毎に金属板1を一枚づつ所定形状に切
断・溶着する例について説明したが、製作する金型のキ
ャビティ面形状によっては、2枚以上の金属板1を積層
し、積層毎に積層した枚数の金属板1を所定形状に切断
するとともに溶着することもできる。また金属板1の厚
さwとしては、基本的にはレーザーにより切断可能な範
囲で変更可能で、製作する金型のキャビティ面形状に応
じて上記範囲内で適宜設定することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の積層金型
の製造方法では、積層された金属板を順次レーザーによ
り所定形状に切断するとともに溶着することにより、製
作時間の短縮を図りつつ、各金属板の切断面により形成
されるキャビティ面形状の精度を高くすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の方法に係り、積層された金属板
をプレス機で固定し、レーザ加工機で加工する様子を説
明する側面図である。
【図2】 本実施形態の方法に係り、積層された2枚の
金属板のうち、上の金属板をレーザー加工機で所定形状
に切断する様子を説明する斜視図である。
【図3】 本実施形態の方法に係り、金属板を順次積
層、切断・溶着する様子を説明する斜視図である。
【図4】 本実施形態の方法に係り、下に積層されてい
る金属板の切断面に対して上に積層された金属板の切断
面が凸状に飛び出すように、上に積層された金属板を加
工する際において、上に積層された金属板と下に積層さ
れている金属板とを溶着する様子を説明する斜視図であ
る。
【図5】 本実施形態の方法に係り、下に積層されてい
る金属板の切断面に対して上に積層された金属板の切断
面が凸状に飛び出すように、上に積層された金属板を加
工する際において、上に積層された金属板を切断する様
子を説明する斜視図である。
【図6】 本実施形態の方法に係るフローチャートであ
る。金属板を順次積層、切断・溶着する様子を説明する
斜視図である。
【符号の説明】
1は金属板、1aは切断面、2はレーザー加工機、3は
プレス機である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ所定形状に切断された切断面を有
    する複数枚の金属板が積層されてなり、各該金属板の切
    断面により所定形状のキャビティ面が形成される積層金
    型の製造方法であって、 所定枚数の金属板を積層する工程と、 上記積層された金属板を所定形状に切断するとともに溶
    着する工程とを繰り返し実施することを特徴とする積層
    金型の製造方法。
JP8027489A 1996-02-15 1996-02-15 積層金型の製造方法 Pending JPH09220639A (ja)

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