コンピューターシミュレーションによる 鋳造用金型の多数個取り方案の予測

C－5
コンピューターシミュレーションによる
鋳造用金型の多数個取り方案の予測
09-1-035-0054
赤木
良
1. 緒言
近年，様々な製品の部品が鋳造によって製造され
ているが，求められる精度や品質は年々高まってき
ている．しかし鋳型を製造する際，熟練の職人によ
る「勘」や「経験」に頼った試行錯誤的な鋳型設計
を必要としていたために，かかる時間やコストは莫
大なものとなっていた．そこでシミュレーションソ
図 1．角度 0 度(左)と 45 度(右)傾斜した方案
フトを用いることによって，製品の設計段階におけ
る時間や人件費などのコストの削減が図られている．
本実験では鋳造用シミュレーションソフトを用いて，
多数個取り金型の最適な方案を考案する．
2. 実験方法
本実験では，当研究室の過去の研究にて用いられ
図 2．湯口の延長
たクランクシャフトをモデルとして選定し，多数個
取り方案を考えシミュレーションを行った．以下に
その手順を示す．
2.1 3D モデルの作製
3DCAD ソフトウェア
「SolidWorks」
を用いて，
製品部分に対し湯口や押湯を取付けた方案全体の
モデルを作成し，STL 形式で保存を行った．
2.2 シミュレーションの実行
図 3．押し湯の大きさを変更
作成した STL 形式のファイルを，直交差分法によ
り計算を行うシミュレーションソフト「JSCAST」
にインポートし，各種の設定を行った後に，湯流れ・
凝固解析を実行した．
2.3 シミュレーション結果の検証
解析を行った後，凝固時間，温度勾配などの共
通部分を，欠陥発生位置として評価し，最適な方
案を検討した．
4. 結言
湯道と堰の角度を 0 度から 50 度まで傾けたシ
ュミレーション結果を検討した．
(1) 45 度が最も欠陥の発生個所が少なかった．
(2)45 度傾斜状態から，湯道を延長したがあまり
変化が見られなかった．
(3)45 度傾斜状態から，押し湯を大きくしたが欠
3. 実験結果および考察
角度(図 1)・湯口の延長(図 2)・押し湯の大きさ
の変更(図 3)を検討し，シミュレーションした結果，
以下に示すような欠陥の発生予測位置が得られた．
陥箇所が増えた．
よってクランクシャフト 8 個取りの角度 45 度傾
斜したものが最適な方案と検討できた．