(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＤを用いて作成された三次元形状データに基づく製品形状ａに対して成形品の収縮率に基づいた補正を行うことで金型のキャビティ形状を創成するにあたり、
製品形状ａに適用する異方性収縮率ｂを決定する段階と、
製品形状ａ中の上記収縮率ｂの適用が適当でない部分の有無を判定するとともに適当でない部分についてその部位ｃを特定して選択する段階と、
部位ｃに適用する等方性収縮率ｄを決定する段階と、
製品形状ａから部位ｃを別の部品形状として取り出す段階と、
製品形状ａに対して異方性収縮率ｂに基づく補正を行う段階と、
別形状として取り出した部位ｃに対して等方性収縮率ｄに基づく補正を行う段階と、
補正後の製品形状ａから部位ｃを削除したものにおける部位ｃが位置すべきところに上記補正後の部位ｃを再配置することで最終形状を構築する段階
とから成るとともに、
上記判定段階は、製品形状ａの三次元ＣＡＤデータから形状創成履歴を抽出し、得られた形状創成履歴を異方性収縮率を適用すべきでない形状創成履歴を収録したデータベース中の形状創成履歴に照合させることで行われるものであり、
部位ｃに適用する等方性収縮率ｄを決定する段階は、上記形状創成履歴別に予め与えられている等方性収縮率を適用することで行われるものであり、
製品形状ａから部位ｃを別の部品形状として取り出す段階は、上記照合で選択された形状創成履歴の再現で創成した部位ｃを取り出すことで行われるものである
ことを特徴とする金型のキャビティ形状創成方法。
【請求項２】
補正後の製品形状ａから部位ｃを削除したものにおける部位ｃが位置すべきところに上記補正後の部位ｃを再配置することで最終形状を構築する段階は、補正後の製品形状ａの中における部位ｃの重心ｇを求めるとともに上記補正後の部位ｃの重心ｆを求めて、重心ｇに重心ｆを重ねることで再配置を行うものであることを特徴とする請求項１記載の金型のキャビティ形状創成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は三次元ＣＡＤを用いて既に作成済みの三次元製品形状データから、成形用の金型形状を創成する金型のキャビティ形状創成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
成形品の成形を行う場合、金型内部で冷却されて硬化する過程において収縮が生じることから、金型のキャビティ形状は上記収縮を考慮したものとして創成しなくてはならない。
【０００３】
この時の収縮率は、成形する際の諸条件や樹脂の材質によって決定されるが、一部の成形材料には金型内部において流動する方向とこれに直交する方向とで収縮率が異なる性質を有するものがあり、このような異方性収縮を行うものに対しては、各方向に異なる収縮率を当てはめてキャビティ形状を決定することになる。
【０００４】
特開平５−１２３８５号公報は、異方性収縮を行うものに対する形状決定について示された一例であり、ここには収縮率が異なる方向にまたがるコーナー曲面の円弧の補正についても示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで異方性収縮を行うものにおいても、異方性収縮をしない部分やさせてはいけない部分を含む場合があるが、このような部分が存在する場合、従来は設計者がその都度、該当部分について形状を修正することで対処していた。
【０００６】
また、上記公報に示されたコーナー曲面の円弧の補正は、ｘ、ｙ２方向についての収縮率Ｓｘ，Ｓｙに基づく二次元での補正であり、設計者による修正を必要としていないが、三次元形状データに対する利用を考慮していない。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは異方性収縮部分と等方性収縮部分とが混在する三次元形状物体の成形用の金型形状を簡便に創成することができる金型のキャビティ形状創成方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明に係る金型のキャビティ形状創成方法は、ＣＡＤを用いて作成された三次元形状データに基づく製品形状ａに対して成形品の収縮率に基づいた補正を行うことで金型のキャビティ形状を創成するにあたり、製品形状ａに適用する異方性収縮率ｂを決定する段階と、製品形状ａ中の上記収縮率ｂの適用が適当でない部分の有無を判定するとともに適当でない部分についてその部位ｃを特定して選択する段階と、部位ｃに適用する等方性収縮率ｄを決定する段階と、製品形状ａから部位ｃを別の部品形状として取り出す段階と、製品形状ａに対して異方性収縮率ｂに基づく補正を行う段階と、別形状として取り出した部位ｃに対して等方性収縮率ｄに基づく補正を行う段階と、補正後の製品形状ａから部位ｃを削除したものにおける部位ｃが位置すべきところに上記補正後の部位ｃを再配置することで最終形状を構築する段階とから成るとともに、上記判定段階は、製品形状ａの三次元ＣＡＤデータから形状創成履歴を抽出し、得られた形状創成履歴を異方性収縮率を適用すべきでない形状創成履歴を収録したデータベース中の形状創成履歴に照合させることで行われるものであり、部位ｃに適用する等方性収縮率ｄを決定する段階は、上記形状創成履歴別に予め与えられている等方性収縮率を適用することで行われるものであり、製品形状ａから部位ｃを別の部品形状として取り出す段階は、上記照合で選択された形状創成履歴の再現で創成した部位ｃを取り出すことで行われるものであることに特徴を有している。
【００１２】
補正後の製品形状ａから部位ｃを削除したものにおける部位ｃが位置すべきところに上記補正後の部位ｃを再配置することで最終形状を構築する段階は、補正後の製品形状ａの中における部位ｃの重心ｇを求めるとともに上記補正後の部位ｃの重心ｆを求めて、重心ｇに重心ｆを重ねることで再配置を行うものであることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１は本発明に係る金型のキャビティ形状創成方法の基本フローを示しており、ＣＡＤを用いて作成された三次元形状データに基づく製品形状ａに対し、まず三次元ＣＡＤデータから成形材料名を抽出してデータベースを参照することで製品形状ａに適用する異方性収縮率ｂ（ｂｕ，ｂｖ）を決定する。そして、製品形状ａ中の上記収縮率ｂ（ｂｕ，ｂｖ）の適用が適当でない部分の有無を判定して、有りと判定した場合にはその部位ｃを特定選択し（図２（ｂ））、部位ｃに適用する等方性収縮率ｄをデータベースを参照して決定する。
【００１５】
次いで、製品形状ａに対して異方性収縮率ｂ（ｂｕ，ｂｖ）に基づく補正を行うとともに、製品形状ａから別の部品形状として取り出した部位ｃに対して等方性収縮率ｄに基づく補正を行う（図２（ｃ））。そして、補正後の製品形状ａから部位ｃの形状データをいったん削除（図２（ｄ））し、その後、補正後の別形状の部位ｃを再配置（図２（ｅ）（ｆ））して最終形状を構築するのである。
【００１６】
図３は製品形状ａに適用する異方性収縮率ｂの決定についての詳細を示すフローであり、製品形状ａの三次元ＣＡＤデータから成形材料名を抽出して、この成形材料名をキーワードにデータベースから収縮特性を検索する。この検索結果で製品形状ａが異方性収縮をすると示された場合、製品形状ａと予め設置された成形材料を注入するゲートＧ位置（図４参照）とから成形材料の流れ方向の総和の方向ｕとこれに直交する方向ｖとを算出し、成形材料名をキーワードにデータベースから上記ｕｖ各方向についての収縮率ｂｕ，ｂｖデータを得る。
【００１７】
部位ｃの抽出と収縮率ｄの適用については、次のように行えばよい。すなわち、図５に示すように、製品形状ａの三次元ＣＡＤデータから形状創成履歴を抽出する。図２に示した製品形状ａの場合の形状創成履歴は、たとえば図６に示すように、
１）底面の断面を作成して目的の高さｚまで押し出し処理（図６（ａ）（ｂ））
２）上面に穴の断面を作成して押出処理による切除（穴開け）（図６（ｃ）（ｄ））
３）上面のエッジｓに対して半径ｒのフィレット付与処理（図６（ｅ）（ｆ））
４）形状全体に収縮率ｂによる収縮処理
となっている。
【００１８】
次いで、予めデータベースに登録されている形状ｅをキーにして、上記の抽出した形状創成履歴から形状ｅの形状創成履歴に類するものを選択する。たとえば、図２に示した部位ｃは（小径の）丸孔形状であるが、データベース中に
「形状Ａ１；フィレット処理した形状：収縮特徴；異方性収縮処理せず」
「形状Ｂ３；半径３ｍｍ以内の丸孔形状：収縮特徴；異方性収縮処理せず」
「形状Ｃ６；断面積３０ｍｍ２以内の穴形状：収縮特徴；異方性収縮処理せず」
というデータがあり、形状Ｂ３についての形状創成履歴中に「上面に穴の断面を作成し、押し出し処理による切除（穴明け）を行う」というデータがある場合、部位ｃについての形状創成履歴が形状Ｂ３についての形状創成履歴に類することから、形状Ｂ３についての上記の収縮特徴に基づき、異方性収縮率ｂの適用をやめ、さらに収縮率ｂと形状ｅをキーにして、別のデータベースに登録されている収縮率換算表（図７参照）を検索して適当な収縮率ｄ（ｄｕ，ｄｖ：ｄｕ＝ｄｖ）を決定する。また、図８に示すように、選択された形状創成履歴から創成される部位ｃを、この形状創成履歴を再現して別形状データとして取り出す。
【００１９】
異方性収縮率ｂを適用しない部位ｃは、製品形状ａをコンピュータディスプレーに表示し、表示された形状の中から収縮率ｂで収縮処理を行うには適当でない部位ｃの面の全てを設計者がマウス等のポインティングデバイスで選択することで抽出して、選択された面を用いて別形状データとして部位ｃを作成するようにしてもよい。図９〜図１１はこの場合を示しており、ここでは図１０に示すような形状創成履歴のものについて、突起部分を選択すれば、図１１に示すような別形状データが作成されることを示している。
【００２０】
製品形状ａと部位ｃとに対して個別に収縮処理を行った後は、補正後の製品形状ａに補正後の別形状の部位ｃを再配置することで最終形状を構築するわけであるが、この再配置は次のようにして行うのが好ましい。すなわち、図１２及び図１３に示すように、別形状データとして取り出された部位ｃの収縮処理後の形状の重心ｆを求めるとともに、収縮処理後の製品形状ａの中における部位ｃの形状の重心ｇを求める。そして、製品形状ａの形状データから部位ｃの形状データをいったん削除した後、重心ｆを重心ｇに重ねることで配置基準点を定めて、再配置するのである。この後、製品形状ａに部位ｃを結合した最終形状を再構築する。
【００２１】
部位ｃの形状データを収縮率ｄで補正するにあたっては、図１４のフローに示すようにしてもよい。すなわち、予めデータベースに登録されている形状毎の特性を検索して、収縮処理前の部位ｃの形状創成履歴から特定のパラメータｈ（部位ｃが図２に示すように孔形状である場合は半径と高さがパラメータとなるが、このうちの高さ方向とする）の値ｉを抜き出し、この値ｉについては製品形状ａの収縮率ｂ（ｂｕ，ｂｖ）のうちの高さ方向の収縮率であるｂｖで収縮処理を施した値ｊを算出して、部位ｃの形状創成履歴の中のパラメータｈの値をｉからｊに置きかえ、更新した形状創成履歴に従って部位ｃの形状を再構築するのである。他のパラメータ（半径）については、もちろん収縮率ｄを適用する。この後は、製品形状ａの形状データから部位ｃの形状データを削除し、製品形状ａに再構築した部位ｃの形状を再配置して製品形状ａに部位ｃを結合した最終形状を再構築する。
【００２２】
図１５及び図１６は他例を示している。図６に示したような前述の形状創成履歴では、その最終段階で収縮処理を適用していたのに対して、ここでは、予めデータベースに登録されている形状毎の特性を検索して、製品形状ａの形状創成履歴から部位ｃ（この例ではフィレット処理形状）の形状創成の基点となった製品形状ａの構成要素ｋを選択し、製品形状ａの形状データから部位ｃの形状データを削除し、製品形状ａの構成要素ｋに対して部位ｃの形状創成履歴に従って再加工を実行して最終形状を再構築するのである。つまり、形状創成履歴からフィレット付与処理を削除した状態で収縮処理を行ってしまい、その後、フィレット付与処理を行うとともに、この時のフィレット処理形状の再配置の基点をエッジｓに置くのである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、異方性収縮する場合の金型のキャビティ形状の創成にあたり、等方性収縮する部分を設定することができるようにしているために、成形品の形状や他の制約条件に柔軟に対応することができるものであり、しかも形状創成履歴を利用するために三次元形状データに対して問題なく適用することができるものであり、従って、異方性収縮部分と等方性収縮部分とが混在する三次元形状物体の成形用の金型形状を簡便に創成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例のフローチャートである。
【図２】同上の説明図である。
【図３】同上のサブルーチンのフローチャートである。
【図４】同上の説明図である。
【図５】同上のサブルーチンのフローチャートである。
【図６】同上の製品形状の形状創成履歴の説明図である。
【図７】収縮率換算表の一例の説明図である。
【図８】部位ｃの形状創成の説明図である。
【図９】他例のサブルーチンのフローチャートである。
【図１０】同上における形状創成履歴の説明図である。
【図１１】同上の説明図である。
【図１２】別の例のサブルーチンのフローチャートである。
【図１３】同上の説明図である。
【図１４】さらに他例のサブルーチンのフローチャートである。
【図１５】異なる例のフローチャートである。
【図１６】同上形状創成履歴の説明図である。
【図１】
0003622543.tif 000002
【図２】
0003622543.tif 000003
【図３】
0003622543.tif 000004
【図４】
0003622543.tif 000005
【図５】
0003622543.tif 000006
【図６】
0003622543.tif 000007
【図７】
0003622543.tif 000008
【図８】
0003622543.tif 000009
【図９】
0003622543.tif 000010
【図１０】
0003622543.tif 000011
【図１１】
0003622543.tif 000012
【図１２】
0003622543.tif 000013
【図１３】
0003622543.tif 000014
【図１４】
0003622543.tif 000015
【図１５】
0003622543.tif 000016
【図１６】
0003622543.tif 000017