JPH0729153B2 - プレス金型用粗形鋳造品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プレス金型に用いられる粗形鋳造品を製造す
る方法に関する。

［従来の技術］ 従来、一般に、プレス金型用粗形鋳造品はフルモールド
法で製造されている。例えば、特開昭61−266147号公報
開示のフルモールド法では、第８図及び第９図に示すよ
うに、まず、プレス金型600（第13図参照）に対応した
模型100を発泡スチロールで製作する。そして、第10図
に示すように、定盤200上に模型100及び型枠201を設置
した後、自硬性樹脂を混入した鋳物砂300を模型100と型
枠201との間に入れて突き固め、鋳物砂300が硬化するま
で放置する。次いで、第11図に示すように、型枠201を
反転して別の型枠202を載せ、再度鋳物砂300を入れて突
き固め、鋳物砂300を硬化させる。その後、湯口400から
注湯して模型100を消失させ、第12図に示す粗形鋳造品5
00を得る。

得られた粗形鋳造品500は、模型100（第８図及び第９図
参照）において適数箇所設けられた模型基準溝100aから
形成される加工基準溝を基準として、底面501とキー溝5
02とが機械加工される。そして、第13図に示すように、
底面501及びキー溝502がNC加工又はモデル倣い加工の基
準とされ、プレス金型600の成形面601が削成される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の製造方法では、得られる粗形鋳造品
の寸法精度が悪く、プレス金型を完成させるまでに種々
の不具合がある。

すなわち、第８図に示す模型100は発泡スチロールから
なり、プレス金型600（第13図参照）にほぼ対応して全
体が製作される。このとき、模型100は、接着や積み上
げによっても製作され、加工に際しても材料特性の故に
とかく変形やむしれを生じやすい。しかも成形面601に
対応した模型面101は、せいぜい発泡スチロールの原材
をφ30mmのボールエンドミル及びピックフィード20mmの
条件でNC加工するか、100mm毎に断面ゲージをとって機
械加工した後に100mm間を手加工により仕上げるかによ
って形成される場合が多く、カッターマークの残り、切
削抵抗による変形、ラフな手仕上等加工技術上の累積誤
差が模型100の寸法精度を極端に低下させる。加えて、
第10図及び第11図に示す型込めの際には、模型100自体
に砂突き固め圧力により不規則な圧縮変形も伴うので、
その精度低下は一層助長される。そして得られた粗形鋳
造品500の底面501の基準面加工及びキー溝502の加工は
加工基準溝100aを基準に加工するが、加工基準溝100aは
成形面601より遠く離れているため、成形面601に対して
模型寸法精度誤差、型込め変形誤差、鋳造冷却時の収縮
誤差等が積み重なり、成形面601の誤差はさらに増幅さ
れて、安全度を見込んだ取代Ｔは10〜30mmと大きくばら
つくこととなる。なお、取代Ｔが大きいほど残留応力に
基づく加工歪みの影響も大きくなるので、底面501のソ
リに対する再加工など新たな加工工程の追加も必要とな
る。勿論、量産品でないプレス金型を全て砂鋳型で鋳造
しようとすれば、高価な模型費を含む鋳造方案自体すで
に経済性の面から失格である。

本発明は、経済性を損うことなく高精度のプレス金型用
粗形鋳造品を製造することを解決すべき技術課題とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のプレス金型用粗形鋳造品の製造方法は、上記課
題を解決するため、プレス金型の成形面に対応した模型
面をもつキャスティング模型を製作し、該キャスティン
グ模型を型込めすることにより該模型面を写しとった砂
鋳型を造型する工程と、 該プレス金型の構造部に対応した消失性模型を製作し、
これを該砂鋳型と整合させたのち型込めして完成鋳型を
造型する工程と、 該消失性模型を含んで形成されるキャビティ内に注湯し
て粗形鋳造品を得る工程とからなる新規な手段を採用し
ている。

［作用］ 本発明では、プレス金型の複雑な成形面を鋳造する砂鋳
型と、単純な構造部を鋳造する比較的低い精度の消失性
模型とを組合せることによって完成鋳型が造型されてお
り、成形面自体の高精度化に加えて、消失性模型と組合
される前記砂鋳型の整合面がそのまま粗形鋳造品の成形
面近傍に正確な加工基準面を提供するので、成形面の加
工取代を極端に小さく設定することが可能となる。した
がって、鋳造に係る負担をそれほど増加させることな
く、プレス金型の加工関連工数は大幅に削減される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説
明する。この実施例は、自動車用ドアをプレスするため
のプレス金型用粗形鋳造品を製造するものである。

まず、第２図に示すように、キャスティング模型１を製
作した。このキャスティング模型１は、第１図に示す亜
鉛・アルミ合金からなる試作簡易型モデル10と、この試
作簡易型モデル10の端部に設けられた位置決め部材11
と、試作簡易型モデル10の表面に加工取代相当分被装さ
れる約3mm厚さのシートワックス層12とからなる。

試作簡易型モデル10は、自動車用ドアの試作品製作時に
使用される簡易型の鋳造用モデルであり、予め成形面に
10/1000の縮み代が見込まれている。この試作簡易型モ
デル10を利用することにより、従来の廃棄処分品の有効
利用を図ることができる。なお、この試作簡易型モデル
10の8R以下の凹部には、加工を不要とする逃がし1a、1b
が形成される。

位置決め部材11は、その水平な上面が模型基準面20とさ
れ、模型基準面20には適数個の位置決め用ロケートピン
21と係合する孔1cが形成されている。

こうして、このキャスティング模型１には、シートワッ
クス層12の表面がプレス金型９（第７図参照）の成形面
91に対応した模型面12aとされている。なお、試作簡易
型モデル10を利用しない場合には、キャスティング模型
１を石膏や陶土等で成形したり、試作プレス品や倣い加
工モデルを利用することもできる。

次に、第３図に示すように、キャスティング模型１の外
周を型枠41で囲み、孔1cにロケートピン21を係合した
後、自硬性樹脂を混入した鋳物砂を入れ、突き固め、放
置して硬化させた。こうして、模型面12aを写しとった
砂鋳型３を造型した。この砂鋳型３は模型基準面20によ
り水平な整合面22が形成され、整合面22の所定の箇所に
はロケートピン21が埋設されている。

上記キャスティング模型１の製作及び型込めの工程と並
行して、第４図に示すように、プレス金型９の構造部92
（第７図）に対応した消失性模型５を発泡スチロールで
製作した。この消失性模型５は砂鋳型３の整合面22との
接触面が水平な消失基準面23とされ、消失基準面23の所
定の箇所にはロケートピン21を係合する孔5aが形成され
る。この消失性模型５は、比較的低い精度で、キャステ
ィング模型１の製作等と同時に製作されるため、粗形鋳
造品８（第６図）の製造日数削減に寄与する。

そして、第５図に示すように、定盤40上に砂鋳型３をセ
ットし、ロケートピン21を孔5aに係合しつつ消失性模型
５を砂鋳型３に載置した。このとき、砂鋳型３の成形面
91に対応した砂鋳型模型面31を視認できるため、粗形鋳
造品８の欠陥を未然に防ぐことができる。この後、型枠
42を設置し、鋳物砂を入れて突き固め、硬化させた。こ
うして、完成鋳型７を造型した。

次いで、砂鋳型３の砂鋳型造型面31と消失性模型５との
間に形成される空間６及び消失性模型５自身によって形
成されるキャビティ60内に湯口71から注湯し、キャビテ
ィ60内において消失性模型５を消失するとともに溶融金
属を充満させた。冷却後、第６図に示す粗形鋳造品８が
得られた。こうして得られた粗形鋳造品８は、砂鋳型造
型面31によって正確な粗形成形面80が形成され、同時に
整合面22によって粗形成形面80近傍に正確な加工基準面
24が形成される。

そして、この粗形鋳造品８は加工基準面24及びロケート
ピン21を基準として底面81及びキー溝82が加工され、該
加工面をさらに基準として粗形成形面80の取代Ｔ分の削
成が行われる。このとき、粗形成形面80の取代Ｔはほぼ
3mmと正確かつ均一に付加されている。したがって全自
動運転をフルに活用して粗形成形面80をきわめて短時間
で加工することができる。なお刃具や機械精度の維持
費、粉塵や切粉の処理費等の低減も見逃し難い効果であ
る。

したがって、本実施例の製造方法では、鋳造に係る負担
をそれほど増加させることなく、プレス金型の加工関連
工数を大幅に削減することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の製造方法では、プレス金
型の複雑な成形面を鋳造する高い精度の砂鋳型と、単純
な構造部を鋳造する比較的低い精度の消失性模型とを組
合せたので、経済性を損うことなく寸法精度の優れた粗
形鋳造品を得ることができる。このため、本発明の製造
方法によれば、加工能率よくプレス金型を得ることがで
きる。

なお、本発明の製造方法では、キャスティング模型を用
いて取代の小さい粗形鋳造品を製造することができるた
め、現状では機械加工を行っているプレス金型の成形面
の不要部分、プロファイル及び鋼材インサート部分を鋳
肌のままとして、加工を省き、これにより工数削減を可
能にすることもできる。その他、取代の小さい粗形鋳造
品は鋼材インサート部や構造部の工数削減も可能にでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明の一実施例を示し、第１図は試作簡
易型モデルの断面図、第２図はキャスティング模型の断
面図、第３図はキャスティング模型及び砂鋳型の断面
図、第４図は消失性模型の断面図、第５図は完成鋳型の
断面図、第６図は粗形鋳造品の断面図、第７図はプレス
金型の断面図である。第８〜13図は従来の製造方法を示
し、第８図は模型の断面図、第９図は第８図に示す模型
の一部側面図、第10図及び第11図は模型の型込め状態を
示す断面図、第12図は粗形鋳造品の断面図、第13図はプ
レス金型の断面図である。 １……キャスティング模型 12a……模型面、３……砂鋳型 ５……消失性模型、60……キャビティ ７……完成鋳型、８……粗形鋳造品 ９……プレス金型、91……成形面 92……構造部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレス金型の成形面に対応した模型面をも
   つキャスティング模型を製作し、該キャスティング模型
   を型込めすることにより該模型面を写しとった砂鋳型を
   造型する工程と、 該プレス金型の構造部に対応した消失性模型を製作し、
   これを該砂鋳型と整合させたのち型込めして完成鋳型を
   造型する工程と、 該消失性模型を含んで形成されるキャビティ内に注湯し
   て粗形鋳造品を得る工程とからなるを特徴とするプレス
   金型用粗形鋳造品の製造方法。