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携帯電話機ボディとそのダイカストのモデリングとＮＣ加工

07-B4-3. 携帯電話機ボディとそのダイカストのモデリングとＮＣ加工. Ｋ０４０３７　高橋　良介 Ｋ０４０４６　根本　晃裕. 　研究の目的. CAD/CAM による製品開発プロセスを理解することを目的として、携帯電話機ボディとそのダイカストの 3 次元モデリングを行い、 NC プログラムを作成し、加工シミュレーションおよびマシニングセンタでの試作を行う。. ダイカスト法 とは.

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携帯電話機ボディとそのダイカストのモデリングとＮＣ加工

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Presentation Transcript

  1. 07-B4-3 携帯電話機ボディとそのダイカストのモデリングとＮＣ加工 Ｋ０４０３７　高橋　良介 Ｋ０４０４６　根本　晃裕

  2. 　研究の目的 CAD/CAMによる製品開発プロセスを理解することを目的として、携帯電話機ボディとそのダイカストの3次元モデリングを行い、NCプログラムを作成し、加工シミュレーションおよびマシニングセンタでの試作を行う。

  3. ダイカスト法 とは 　　　ダイカスト法は、金属鋳造法の一つで、金属製の鋳型に溶湯を高温・高圧力によって流し込み、極めて鋳肌のよい鋳物を、短時間で大量に作る方法である。ダイカスト法は、ほかの砂型鋳造や金型鋳造法に比べ、次のような特徴がある。

  4. 　ダイカスト金型の特徴 　①寸法精度や鋳肌が非常に優れている。 　②製品の肉厚を３～１㎜まで薄くでき、コーナR 　　の小さい形状や複雑な形状の製品を作成でき、　　 　　軽量化が図れる。 　③製品の強度が高いので、設計の自由度が保　 　　たれる。

  5. HyperCADによる携帯電話機モデリングについて 携帯電話機の正面の写真および実物をもとに、HyperCADを使用して携帯電話機ボディのモデリングを作成する。

  6. HyperCAD とは？ 　　米国のthink3社が開発した３次元CADソフトで，さまざまな機能を持ったツールとして，ソリッド機能と超強力なサーフェイス機能を兼ね備えたハイブリッドモデラーの特徴を最大限に生かし，設計の大幅効率化を実現する．ワイヤーフレーム，サーフェイス，ソリッドの統合により複雑な３次元曲面を持つ意匠設計や製品設計をはじめ，金型設計，設備設計など，幅広い分野に適応できる．

  7. ★　ソリッドの集合演算: (a)集合和 (b)集合差 (c)集合積 基本ソリッド

  8. 　モデリングプロセス 携帯電話機のデジタルの写真をＨｙｐｅｒＣＡＤに読み込んだ。 正面の写真をもとに、携帯電話下部のボディの正面の外枠作成 携帯電話機ボディ下部の正面写真および境界線

  9. 下部のソリッドモデルを作成 直線ソリッド　→　押し出し　→　フィレットエッジ　→　丸みをつける

  10. バッテリー部分のソリッドの作成と集合演算の差バッテリー部分のソリッドの作成と集合演算の差 • バッテリーの輪郭線を描く　→　直線ソリッド　→　押し出し　→　集合演算の差 バッテリー部分の作成 バッテリーの輪郭線の作成

  11. 裏側の作成 • 四角形　→　平面　→　挿入　→　曲線　→　面上オフセット　→　外枠の曲線に平行な線を描く　→　直線ソリッド　→　押し出し　→　携帯電話の本体を非表示　→フィレットした物体だけを表示　→　フィレットエッジ　→　差の集合演算 差の集合演算 外枠の曲線に平行な線を描く フィレットエッジ

  12. カメラの部分作成

  13. ライト部分の作成

  14. 表側の完成

  15. 裏側の完成

  16. HyperCADによる金型モデリング HyperCADで凹凸型入れ子の３次元モデリングを 作成する。 湯口、湯道、湯たまり、ガス抜きを作成する。

  17. モデルの穴の部分を閉じる

  18. 入れ子の作成

  19. 凹部のモデル

  20. 次に、湯口、湯道、湯たまり、ガス抜きを作成次に、湯口、湯道、湯たまり、ガス抜きを作成

  21. 凹のモデリングの完成

  22. 凸型のモデリング完成

  23. 両入れ子のアセンブリ

  24. 鋳物形状

  25. MasterCAMによる加工プログラムの作成 ＭａｓｔｅｒＣＡＭとは • MasterCAMとは１９８４年アメリカのCNC Software社の開発した製品であり、CADからNC加工プログラム作成までができるソフトである。 MasterCAMを使用して加工シミュレーションを行った。まず、Hyper CADのe３のデータをIGESのデータに変換し、MasterCAMで使用できるようした。

  26. MasterCAMにデータを読み込ませると削る面が上面にきていない場合があるので、その場合は回転する必要がある。MasterCAMにデータを読み込ませると削る面が上面にきていない場合があるので、その場合は回転する必要がある。 ＣＡＤデータの読み込み

  27. ワークの設定 　金型の凹型の加工を設定し、FaceおよびSurfaceの加 　　工方法により、ワークを使い凹型の切削する範囲の設定を行った。ワークの大きさを変更することによって、切削工具がワークをはみ出す事がなくなり、正しく物の形を削りだすことができるようになった。

  28. 工具の設定 工具設定は、加工形状にあった工具の設定

  29. 加工パラメータの設定

  30. 凹型の加工のシミュレーション ③ ① ② ④

  31. 凸型の加工過程のシミュレーション ③ ① ② ④ ⑤

  32. NCプログラムの編集および分割 出力されたNCファイルのNCプログラムをセミコロンとス ペース付けツールソフトを使用して編集 分割NCプログラムツールソフトを使用し、NCプログラム を分割

  33. 凹型の加工結果

  34. 凸型の加工結果

  35. 結　　　果 CAD/CAMによる製品開発プロセスを理解する ことができた。 　携帯電話機ボディとそのダイカストの3次元モデ リング方法も理解した。 NCプログラムを作成でき、加工シミュレーション およびマシニングセンタでの試作を行うことがで きた。

  36. 考　　察 　写真をもとに携帯電話機のボディのモデリングを行ったが，写真の撮る位置や角度がずれたので，正確な携帯電話機のボディを作成するのに，ずれがでたと思われる．このように写真をもとに輪郭または境界の2次元の投影線より，3次元のモデルを作成する方法は，意匠デザインを参考として適用できるが，詳細設計にデータや精度が足りない．加工のシミュレーションを作り出すためにMasterCAMを使うことでパソコンの画面上で，数分間の加工の工程をアニメーションで確認することができた． ．

  37. マシニングセンタを使用した加工の場合，材質が発泡スチロールだった為，細かい作業の部分は切削の振動などにより欠けてしまった所があった．凸型に関しては湯口の工具の長さが足りず，貫通ができなかった．なお，実際に金型鋼（ＳＫＤ）を加工する際，工具や加工方法や切削パラメータなどの条件が重要となると考えられる．

  38. 今後の課題 　金型の作成では、湯道、湯たまり、ガス抜きの配置 を効率のよい配置に考えて作成したほうが良いと考え られる。 MasterCAMの機能や使い方、言語の意味などを 理解する必要がある。

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