JP2001047298A - High-speed moving parts of plastic working machine - Google Patents

High-speed moving parts of plastic working machine

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JP2001047298A
JP2001047298A JP2000108499A JP2000108499A JP2001047298A JP 2001047298 A JP2001047298 A JP 2001047298A JP 2000108499 A JP2000108499 A JP 2000108499A JP 2000108499 A JP2000108499 A JP 2000108499A JP 2001047298 A JP2001047298 A JP 2001047298A
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speed moving
moving part
cutting
lmmc
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英夫 鈴木
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
    • C22C32/0015Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
    • C22C32/0036Matrix based on Al, Mg, Be or alloys thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0089Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with other, not previously mentioned inorganic compounds as the main non-metallic constituent, e.g. sulfides, glass

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the machining workability, and to enable the machining at higher speed and higher accuracy by forming the whole part or its major part of a parts of a light metal matrix composite material containing ceramic of specified quantity, and containing free cutting inclusions of a specified ratio. SOLUTION: A slide body (a parts subjected to a high-speed motion) 10 is formed of a light metal matrix composite material LMMC which contains 0.1-1 wt.% free cutting impurities and is >=10 vol.% in ceramic content. The slide 10 is arranged on a crank shaft arranged in a crown 2 via a connecting rod 5. An upper die 6 is mounted on a lower surface of the slide 10, and is reciprocal in the approaching/retracting direction to/from the lower die 9. The slide 10 has guide 15, and parallel-translatable with respect to the lower die 9. LMMC has the mechanical properties including <=3.2 in specific gravity, 130-400 in Brinell hardness, and <=1.6×10-6/ deg.C in coefficient of linear expansion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス機等の塑性
加工装置における高速運動部品(工作機械部品)に関
し、さらに軽量化されるとともに切削加工性の良い高速
運動部品に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed moving part (machine tool part) in a plastic working apparatus such as a press machine, and more particularly to a high-speed moving part which is reduced in weight and has good cutting workability.

【0002】本明細書で「Al基」とは、アルミニウム
(Al)及びAlに少量の合金元素(Mg及び快削性介
在物を除く)を含むものを意味し、「Mg基」とは、マ
グネシウム(Mg)及びMgに少量の合金元素(Al及
び快削介在物を除く)を含むものをそれぞれ意味する。
[0002] In the present specification, "Al-based" means aluminum (Al) and Al containing a small amount of alloying elements (excluding Mg and free-cutting inclusions). Magnesium (Mg) and Mg containing a small amount of alloying elements (excluding Al and free-cutting inclusions), respectively.

【0003】[0003]

【背景技術】従来より、産業機械部品(塑性加工装
置)、中でもプレス機等の高速運動部品には複雑な形状
のものが多い。
2. Description of the Related Art Conventionally, industrial machine parts (plastic working equipment), especially high-speed moving parts such as presses, have many complicated shapes.

【0004】例えば、プレス機のスライドは、矩形箱形
のスライドケースの中間高さ位置がコネクチングロッド
接続壁部とされ、下面が上型取付け壁部とされ、両壁部
の間に水平方向に貫通穴を形成する複数枚の補強リブが
配された基本構成を備えている。そして、スライドケー
スの四隅には縦方向にガイドリブが形成されている。な
お、コネチングロッドは、クランクシャフトとスライド
とを接続するためのものである。
For example, in a slide of a press machine, a rectangular box-shaped slide case has an intermediate height position as a connecting rod connecting wall portion, a lower surface as an upper mounting wall portion, and a horizontal direction between the two wall portions. It has a basic configuration in which a plurality of reinforcing ribs forming a through hole are arranged. Guide ribs are formed at four corners of the slide case in the vertical direction. Note that the connecting rod is for connecting the crankshaft and the slide.

【0005】上記の如く、スライドの内部形状は中空で
複雑な上、外部形状も凹凸を有するる。このため、当該
スライドは、一般に鋳造品とし、鋳造材料は、強度的見
地から鋳鉄(例えばねずみ鋳鉄)を使用することが多
い。一方、プレス機のフレームも、凹凸が多くて、一般
に鋳造品であり、強度的見地から鋳鉄で形成する。
As described above, the internal shape of the slide is hollow and complicated, and the external shape has irregularities. For this reason, the slide is generally a cast product, and the cast material is often cast iron (for example, gray cast iron) from the viewpoint of strength. On the other hand, the frame of the press machine is also generally a cast product having many irregularities, and is formed of cast iron from the viewpoint of strength.

【0006】スライドの往復運動で発生するスライド/
フレーム間で発生する摩擦熱や、クランクシャフト回転
運動で発生する摩擦熱のコネクチングロッドを介しての
スライドへの伝達及び直接的なフレームへの伝達によ
り、スライド及びフレームが昇温して高温となる。
The slide generated by the reciprocating motion of the slide
The friction heat generated between the frames and the friction heat generated by the rotation of the crankshaft are transmitted to the slide via the connecting rod and directly transmitted to the frame, so that the temperature of the slide and the frame is raised to a high temperature. .

【0007】こうして、スライド及びフレームが高温に
なっても、両者は上記の如く、少なくとも同系鋳物材料
使用した鋳物品であるため、熱膨張量に実質的な差がな
い。したがって、スライド/フレームの昇温に基づく熱
膨張により両者の間に何ら問題が発生することはない。
Thus, even if the temperature of the slide and the frame becomes high, there is no substantial difference in the amount of thermal expansion between the slide and the frame, since both are cast articles using at least the same casting material as described above. Therefore, no problem occurs between the slide and the frame due to the thermal expansion based on the temperature rise.

【0008】他方、昨今、プレス機等におけるスライド
等の高速運動部品の高速化及び高精度化が求められるよ
うになってきている。
On the other hand, recently, there has been an increasing demand for higher speed and higher accuracy of high speed moving parts such as slides in press machines and the like.

【0009】しかし、鋳鉄は密度が大きい(例えば、ね
ずみ鋳鉄の場合、密度:7300kg/m3 )ため、スライ
ドの重量(質量)が相対的に大きなものとなる。このた
め、スライドに装着される金型(上型)の重量(質量)
が加算されて、スライドの慣性力(質量に比例する。)
が増大する。この慣性力の増大は、プレス機の高速化及
び高精度化の阻害要因となる。
However, since the density of cast iron is large (for example, in the case of gray cast iron, the density is 7300 kg / m 3 ), the weight (mass) of the slide is relatively large. Therefore, the weight (mass) of the mold (upper mold) attached to the slide
Is added, and the inertia force of the slide (proportional to the mass)
Increase. The increase in the inertial force is a hindrance to speeding up and increasing accuracy of the press.

【0010】プレス機の高速化を達成するためには、ク
ランクシャフトの回転方向の変換の際して、大きな慣性
力が残存しているうちに回転方向の変換をする必要があ
る。大きな慣性力に抵抗して方向変換するとクランクシ
ャフトに芯ぶれ等が発生して、結果的に高精度化を達成
し難くなる。
In order to increase the speed of the press, it is necessary to change the direction of rotation of the crankshaft while a large inertial force remains while converting the direction of rotation. If the direction is changed while resisting a large inertial force, the crankshaft will be misaligned, and as a result, it will be difficult to achieve high accuracy.

【0011】そこで、高速運動部品であるスライドの重
量(質量)を軽減するために、密度の小さい軽金属(例
えば、Alの場合、密度:2700kg/m3 )、特に強度
が得易い軽合金で鋳造する試みがなされていた。
Therefore, in order to reduce the weight (mass) of the slide, which is a high-speed moving part, a low-density light metal (for example, in the case of Al, density: 2700 kg / m 3 ), particularly a light alloy which is easy to obtain strength, is used. An attempt was made to do so.

【0012】しかしながら、軽合金を使用したスライド
(高速運動部品)では、高速運動の摩擦熱により高温に
なった際に、スライドが摺動する鋳鉄製のフレーム(相
手部品)との間で、カジリや摩耗が発生し易い。軽合金
と鋳鉄とでは熱膨張率が大きく異なり(例えば、Al合
金:21.1×10-6/m・ ℃、ねずみ鋳鉄:9.8×10 -6
/m・ ℃)高速運動部品の熱膨張量と相手部品の熱膨張量
との間に大きな差が発生するためである。
However, slides using light alloys
(High-speed motion parts)
The slides slide when the cast iron frame
Galling and wear are likely to occur with the hand parts). Light alloy
And cast iron have significantly different coefficients of thermal expansion (for example,
Gold: 21.1 × 10-6/ m · ° C, gray cast iron: 9.8 x 10 -6
/ m ・ ℃) Thermal expansion of high-speed moving parts and thermal expansion of mating parts
This is because there is a large difference between.

【0013】さらに、軽合金では、一般に、鋳鉄に比し
て強度を得難く(剛性率が低いため)、スライド下面に
下型を取り付けた場合、下面に撓みが発生して(特に高
温となった場合)、プレス機における金型が正規位置か
らずれるおそれがある。このため、プレス加工の高精度
化を達成することが困難となる。
[0013] Further, in the case of light alloys, it is generally difficult to obtain strength as compared with cast iron (since the rigidity is low). When a lower die is attached to the lower surface of the slide, the lower surface bends (particularly at a high temperature). ), The mold in the press machine may be displaced from the normal position. For this reason, it is difficult to achieve high precision in press working.

【0014】そこで、プレス機等における高速運動部品
(プレス機のスライド)を、セラミックスを介在物とし
たアルミニウム基のマトリックス複合材(Al基−MM
C)で形成することが、特開平10−193196号公
報等により提案されている。
Therefore, a high-speed moving part (slide of the press machine) in a press machine or the like is replaced by an aluminum-based matrix composite (Al-MM) containing ceramics as an inclusion.
C) is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-193196.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記公報(特開平10
−193196号)に記載された如く、プレス機等にお
ける高速運動部品(スライド)を、セラミックスを介在
物としたアルミニウム基のマトリックス複合材(Al基
−MMC)で形成すると、軽量化できるとともに、上記
熱膨張率差及び強度についての問題点は解消できる。
The above publication (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
As described in JP-A-193196), when a high-speed moving part (slide) in a press machine or the like is formed of an aluminum-based matrix composite (Al-MMC) using ceramics as an inclusion, the weight can be reduced and Problems concerning the difference in thermal expansion coefficient and the strength can be solved.

【0016】しかし、上記Al基−MMCは、炭化ケイ
素(SiC)やアルミナ(Al2 3 )をAl−マトリ
ックス中に分散させているが、SiCやAl23 は、
金属に比して格段に硬くて、バイトをいため、被削性
(快削性)を阻害する。
However, the above-mentioned Al group-MMC is silicon carbide.
Element (SiC) or alumina (AlTwo O Three ) To Al-matri
But dispersed in the SiC or AlTwo OThree Is
It is much harder than metal and has a bite,
(Free cutting).

【0017】特に、SiCは、硬さが無機材中、ダイヤ
モンド、炭化ホウ素(BC)についで硬く、SiCを多
量に含有するAl基−MMC材の切削加工は、工業的
(低コストでかつ生産性良好に)に行なうのは極めて困
難であった。
[0017] In particular, SiC is harder than diamond and boron carbide (BC) among inorganic materials, and cutting of an Al-based MMC material containing a large amount of SiC is industrial (at low cost and production cost). It was extremely difficult to perform the process with good properties.

【0018】複雑な形状の高速運動部品を低コストでか
つ生産性良好に生産するためには切削加工性(被削性)
をより良くする必要がある。
In order to produce high-speed moving parts with complicated shapes at low cost and with good productivity, machinability (machinability) is required.
Need to be better.

【0019】さらに高速運動部品の生産性を向上させる
ため、高速運動部品の標準化を図る必要もある。
In order to further improve the productivity of the high-speed moving parts, it is necessary to standardize the high-speed moving parts.

【0020】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたものであって、従来のねずみ鋳鉄製の高速運動
部品に比して、強度や剛性が同程度以上で、軽量であ
り、熱膨張係数が同程度の高速運動部品であって、従来
のAl基−MMC等のLMMCにより形成された、塑性
加工装置の高速運動部品に比べて、切削加工性の良い部
品を提供し、高速運動部品の高速化・高精度化に対応で
きるようにすることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has the same strength and rigidity as those of conventional gray cast iron high-speed motion parts, and is lighter in weight and heat. A high-speed moving part having a similar expansion coefficient to a high-speed moving part provided by a conventional LMMC such as an Al-based MMC, which has a good cutting workability as compared with a high-speed moving part of a plastic working device. It is an object of the present invention to be able to cope with high-speed and high-precision parts.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明に係る塑性加工装
置における高速運動部品は、上記課題を下記構成により
解決するものである。すなわち、塑性加工装置における
高速運動部品であって、前記高速運動部品又はその主要
部が、セラミックスを介在物とする軽金属マトリックス
複合材(LMMC:Light Metal Matrix Composites )
で形成されて、比重:3.2以下、ブリネル硬さ
(HBS):130〜400、線膨張係数:16.0×1
-6/℃以下の機械的特性を示すとともに、LMMC
が、さらに0.1〜1wt%の快削性介在物を含有するこ
とを特徴とする。
A high-speed moving part in a plastic working apparatus according to the present invention solves the above-mentioned problems by the following constitution. That is, a high-speed moving part in a plastic working apparatus, wherein the high-speed moving part or a main part thereof is a light metal matrix composite (LMMC: Light Metal Matrix Composites) containing ceramics as an inclusion.
, Specific gravity: 3.2 or less, Brinell hardness (H BS ): 130 to 400, linear expansion coefficient: 16.0 × 1
In addition to showing mechanical properties of 0 -6 / ° C or less, LMMC
However, it further contains 0.1 to 1 wt% of free-cutting inclusions.

【0022】上記において、LMMCを形成する軽金属
がAl基のときは、セラミックス含有率:10〜45vo
l %、快削介在物含有率:0.20〜0.35wt%、望
ましくは、セラミックス含有率:15〜35vol %、快
削性介在物含有率:0.22〜0.32wt%とする。
In the above, when the light metal forming LMMC is Al-based, the ceramic content is 10 to 45 vo.
l%, free-cutting inclusion content: 0.20 to 0.35 wt%, desirably, ceramic content: 15 to 35 vol%, free-cutting inclusion content: 0.22 to 0.32 wt%.

【0023】また、LMMCを形成する軽金属がAl基
/Mg基=9/1〜1/9の容量比のときは、セラミッ
クス含有率:5〜45vol %、快削性介在物含有率:
0.02〜0.60wt%とする。
When the light metal forming the LMMC has a volume ratio of Al group / Mg group = 9/1 to 1/9, the ceramic content: 5 to 45 vol%, the free-cutting inclusion content:
0.02 to 0.60 wt%.

【0024】LMMCを形成する軽金属がMg基のとき
は、セラミックス含有率:10〜45vol %、快削性介
在物含有率:0.20〜0.70wt%とする。
When the light metal forming the LMMC is based on Mg, the ceramic content is set to 10 to 45 vol% and the free-cutting inclusion content is set to 0.20 to 0.70 wt%.

【0025】さらに、高速運動部品の全部又はその主要
部は、通常、鋳造によって製造する。
Further, all or a major part of the high-speed moving parts are usually manufactured by casting.

【0026】そして、高速運動部分は、プレス機のスラ
イドに適用することが望ましい。
The high-speed moving part is desirably applied to a slide of a press machine.

【0027】さらに、スライドは、スライド本体(高速
運動部品主要部)と、該スライド本体に脱着自在に取付
けられるアダプタ部材とに分離することが望ましい。
Further, it is desirable that the slide be separated into a slide main body (a main portion of a high-speed motion component) and an adapter member detachably attached to the slide main body.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である塑
性加工装置における高速運動部品を図面に基づいて説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high-speed moving part in a plastic working apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】図1は本発明の一実施形態であるスライド
(高速運動部品)10を示し、図2に示すようなストレ
ートサイド型のプレス機(塑性加工装置)1に組み込ま
れるものである。
FIG. 1 shows a slide (high-speed moving part) 10 according to an embodiment of the present invention, which is incorporated in a straight-side type press (plastic working apparatus) 1 as shown in FIG.

【0030】スライド10は、クラウン2内に配置され
るクランクシャフト(図示せず)にコネクチングロッド
5を介してコラム(フレーム)3内に配置される。そし
て、スライド10の下面には上型6が装着され、該上型
6がベッド4にボルスター7を介して装着された下型9
に対して接近・離隔する方向に往復運動可能とされてい
る。また、スライド10はコラム3にガイドされるガイ
ドリブ15を有しており、下型9に対して平行移動可能
とされている。
The slide 10 is arranged in a column (frame) 3 via a connecting rod 5 on a crankshaft (not shown) arranged in the crown 2. The upper die 6 is mounted on the lower surface of the slide 10, and the lower die 9 is mounted on the bed 4 via the bolster 7.
Can reciprocate in a direction approaching / separating from the camera. The slide 10 has a guide rib 15 that is guided by the column 3, and can be moved in parallel with the lower die 9.

【0031】スライドの具体的構成は、図例の如く、ス
ライド本体10と、スライド本体10の下面に脱着自在
(ボルト等により)に取り付けられるアダプタプレート
(型取り付け板:アダプタ部材)13とに分離されてい
る構成である。当該構成にすることにより、スライド本
体(高速運動部品主要部)10のみ本発明における本快
削性介在物を含有させたLMMCで形成し、アダプタプ
レート13を快削性介在物を含有しないLMMCで形成
することが可能となる。スライド本体10は、複雑な形
状で精度の高い切削加工が要求される一方、アダプタプ
レート13は、切削加工が実質的に不要又は極めて少な
いためである。
The specific structure of the slide is, as shown in the figure, separated into a slide body 10 and an adapter plate (mold mounting plate: adapter member) 13 which is detachably attached to the lower surface of the slide body 10 (by a bolt or the like). Configuration. With this configuration, only the slide body (the main part of the high-speed motion component) 10 is formed of the LMMC containing the free-cutting inclusion of the present invention, and the adapter plate 13 is formed of the LMMC containing no free-cutting inclusion. It can be formed. This is because the slide body 10 is required to have a complicated shape and high precision cutting, while the adapter plate 13 requires substantially no or very little cutting.

【0032】結果的に、快削性介在物を含有させた高価
なLMMC材料の使用量を節減できる。さらに、型の変
更に応じて、スライド全体を取り替えなくてもよく、ア
ダプタプレート13のみを取り替えればよい。なお、同
様に後述のガイドリブ15等、切削加工が不要又は少な
い部材を、適宜、本体に対して脱着可能なアダプタ部材
とすることもできる。
As a result, the amount of expensive LMMC material containing free-cutting inclusions can be reduced. Further, according to the change of the mold, the entire slide does not need to be replaced, and only the adapter plate 13 needs to be replaced. In addition, similarly, a member which does not require or requires a small amount of cutting, such as a guide rib 15 described later, may be an adapter member which can be appropriately attached to and detached from the main body.

【0033】また、スライド本体10は、矩形箱形の外
形を有しており、該箱形の四隅にガイドリブ15がスラ
イド下面13より下方に延設されている。箱形の上下方
向中間高さ位置にコネクチングロッド5が連結されるロ
ッド連結壁部11を備えている。該ロッド連結壁部11
の上方は開放空間とされ、ロッド接続壁部11の下方
は、下面の上型取付壁部13との間が中空に形成され、
該中空の周壁には中子砂抜きのための抜き穴10aが複
数個形成されている。
The slide body 10 has a rectangular box-like outer shape, and guide ribs 15 extend below the slide lower surface 13 at four corners of the box. The connecting rod 5 is connected to the connecting rod 5 at an intermediate height in the vertical direction of the box. The rod connecting wall 11
The upper part is an open space, and the lower part of the rod connecting wall part 11 is formed hollow between the lower part and the upper die mounting wall part 13,
A plurality of holes 10a for removing core sand are formed in the hollow peripheral wall.

【0034】図3は別の実施形態を示すスライド19を
示し、主にC型プレス機に組み込まれるものである。
FIG. 3 shows a slide 19 according to another embodiment, which is mainly incorporated in a C-type press.

【0035】該スライド19の具体的構成は、後部両側
に傾斜面を有するガイド部21が縦方向に形成され、該
一対のガイド部21から前方に向かって一対のリブ部2
7が平行に配設されている。リブ部27間の下方にコネ
クチングロッドに接続される軸受け部23が形成され、
軸受け部23の下方に形成されるスライド下面は、上型
取付壁部25とされている。
A specific configuration of the slide 19 is such that a guide portion 21 having inclined surfaces on both sides of a rear portion is formed in a vertical direction, and a pair of rib portions 2 are formed from the pair of guide portions 21 toward the front.
7 are arranged in parallel. A bearing portion 23 connected to the connecting rod is formed below the rib portion 27,
The lower slide surface formed below the bearing portion 23 is an upper mold mounting wall portion 25.

【0036】上記のようなスライド(高速運動部品)1
0、19は、高速で上下往復運動をされ、上型を介して
加工材料に圧力をかけて加工するものであるから、スラ
イド自体の摩耗・変形を防ぐため、耐摩耗性、高剛性及
びある程度の硬さが要求される。さらに、軽量であるこ
と、熱膨張率が低いこと、及び切削加工性が良いことが
要求される。
The slide (high-speed moving part) 1 as described above
Nos. 0 and 19 are reciprocating up and down at high speed and work by applying pressure to a processing material through an upper die. Therefore, in order to prevent abrasion and deformation of the slide itself, wear resistance, high rigidity and a certain degree of Hardness is required. Furthermore, it is required to be lightweight, have a low coefficient of thermal expansion, and have good cutting workability.

【0037】上記スライド以外にも、プレス機における
リンク/レバーやコネクチングロッド等、上記同様の特
性が要求され、本発明の高速運動部品として適用可能で
ある。
In addition to the above-mentioned slide, the same characteristics as those described above are required, such as a link / lever and a connecting rod in a press machine, and can be applied as a high-speed moving part of the present invention.

【0038】すなわち、プレス機のリンク/レバーと
は、リンクプレスにおけるスライドの駆動機構であり、
回転運動と直線運動の変換機構である。スライドが高速
で往復直線運動され、被プレス材料に圧力を加えてプレ
ス加工するのに伴い、リンク/レバーは高速回転運動、
及び衝撃に対しての強さを要求される。そのため、接続
部の耐摩耗性、高剛性、軽量化、さらには熱膨張率が小
さいことが望まれる。
That is, the link / lever of the press is a slide driving mechanism in the link press.
It is a conversion mechanism between rotary motion and linear motion. The slide is reciprocated linearly at high speed, and the link / lever is rotated at high speed,
And strength against impact is required. Therefore, it is desired that the connection portion has abrasion resistance, high rigidity, light weight, and a low coefficient of thermal expansion.

【0039】コネクチングロッドは、クランクプレスに
おいて、クランク軸によって駆動され、スライドに軸受
されるスライドの駆動機構である。スライドが高速で往
復運動され、被プレス材料に圧力を加えてプレス加工す
るのに伴い、コネクチングロッドの特に両端接続部で
は、耐摩耗性が要求される。そのほか、上記リンク・レ
バーと同様、衝撃に対しての強さが必要とされるため、
高剛性、さらには軽量化等が望まれる部品である。
The connecting rod is a slide drive mechanism driven by a crankshaft in a crank press and supported by the slide. As the slide is reciprocated at a high speed and presses the material to be pressed by applying pressure, abrasion resistance is required particularly at the connecting portions at both ends of the connecting rod. In addition, as with the above link lever, strength against impact is required,
It is a component for which high rigidity and further weight reduction are desired.

【0040】なお、本発明は、プレス機等の塑性加工装
置に組み合わされて使用される搬送装置(広い意味で塑
性加工装置)であるグリッパフィーダ12(図4)やト
ランスファー22(図5)における高速運動部品にも適
用できる。
The present invention is applied to a gripper feeder 12 (FIG. 4) and a transfer device 22 (FIG. 5) which are transfer devices (plastic processing devices in a broad sense) used in combination with a plastic processing device such as a press machine. Applicable to high-speed motion parts.

【0041】グリッパフィーダ12は、工作物(被プレ
ス材料)をプレス加工のタイミングに合わせて加工位置
に搬送するための搬送装置である。該グリッパフィーダ
12における移動グリッパ(高速運動部品)14は、高
速往復運動を行なう。このため、耐摩耗性等が要求さ
れ、軽量化することが必要とされている。また、スライ
ド16(駆動軸17と直結されている。)と移動グリッ
パ14とを連結するクランクレバー18は、移動グリッ
パ14の往復運動を担う駆動機構であり、高剛性、耐摩
耗性等が要求される。なお、20は、移動グリッパ14
のガイド軸である。
The gripper feeder 12 is a transfer device for transferring a workpiece (a material to be pressed) to a processing position in accordance with the timing of the pressing. A moving gripper (high-speed moving part) 14 in the gripper feeder 12 performs a high-speed reciprocating motion. For this reason, wear resistance and the like are required, and weight reduction is required. The crank lever 18 for connecting the slide 16 (directly connected to the drive shaft 17) and the movable gripper 14 is a drive mechanism for reciprocating the movable gripper 14, and requires high rigidity, wear resistance, and the like. Is done. Incidentally, reference numeral 20 denotes the moving gripper 14.
Guide shaft.

【0042】トランスファ22は、工作物を直線的に搬
送して、多工程の加工を並列に可能とするための搬送装
置である。該トランスファ22におけるフィードバー
(高速運動部品)24は、連続多段加工用送り装置の部
品であって、高速矩形運動を行なう一対のバーである。
そのため、軽量化、高剛性、耐摩耗性等が要求される。
なお、26は機枠、28はカムケースである。
The transfer 22 is a transfer device for transferring a workpiece in a straight line and enabling multi-step processing in parallel. A feed bar (high-speed motion part) 24 in the transfer 22 is a part of a feeder for continuous multi-stage processing, and is a pair of bars that perform high-speed rectangular motion.
Therefore, weight reduction, high rigidity, wear resistance, and the like are required.
In addition, 26 is a machine frame, and 28 is a cam case.

【0043】上記各高速運動部品(スライド10、1
9;移動グリッパ14;フィードバー24)は、軽金属
マトリックス複合材(LMMC:Light Metal Matrix C
omposites )で形成することを前提的要件とする。高速
運動部品全体がLMMCで形成されている必要はなく、
少なくとも主要部がLMMCで形成されておればよい。
Each of the above high-speed moving parts (slides 10, 1
9; moving gripper 14; feed bar 24) is a light metal matrix composite (LMMC: Light Metal Matrix C).
omposites). It is not necessary that the entire high-speed motion part is formed of LMMC,
It is sufficient that at least the main part is formed of LMMC.

【0044】ここで、LMMCとは、セラミックスを介
在物とする軽金属マトリックス複合材を意味する。
Here, the LMMC means a light metal matrix composite having ceramics as an inclusion.

【0045】セラミックスとしては、Al23 、Ti
2 、ZrO2 、MgO、SiO2等の酸化物系、Si
C、B4 C、ZrC、WC、TiC、NbC等の炭化物
系、TiB2 、MoB2 等のホウ化物系、AlN、BN
等の窒化物系、及び、Zrにケイ化物CaO、Y23
等を添加した部分安定化ジルコニア系等が利用可能であ
る。これらのうちで、硬さ(強度も含めて)が得易くか
つ線膨張係数を低下させ易くて、また、汎用性もあるア
ルミナ(Al23 )や炭化ケイ素(SiC)を好適に
使用できる。
As ceramics, Al 2 O 3 , Ti
Oxides such as O 2 , ZrO 2 , MgO, SiO 2 , Si
Carbides such as C, B 4 C, ZrC, WC, TiC, NbC, borides such as TiB 2 and MoB 2 , AlN, BN
And silicide CaO, Y 2 O 3
A partially stabilized zirconia-based material or the like to which the like is added can be used. Among these, alumina (Al 2 O 3 ) and silicon carbide (SiC), which are easy to obtain hardness (including strength) and easy to lower the coefficient of linear expansion, and which are versatile, can be suitably used. .

【0046】いずれの種類のセラミックスを選択するか
は、マトリックスとなる軽合金の種類、要求される硬
度、線膨張係数に応じて選択し、セラミックスの含有率
も、やはり、要求される硬度、線膨張係数に応じて選択
する。セラミックスは、耐熱性に優れ熱膨張率が低いの
で、加工精度の問題に対応できる。また、耐摩耗性に優
れているので、高速運動に対応できる。さらに曲げ強さ
に優れ高剛性を有するので、高速運動部品の変形を少な
くすることができる。また、硬度が高いので、セラミッ
クスを適度に含むことにより高速運動部品を適度な硬度
にすることができる。
Which type of ceramic is to be selected depends on the type of the light alloy to be the matrix, the required hardness, and the coefficient of linear expansion. Select according to the expansion coefficient. Since ceramics have excellent heat resistance and a low coefficient of thermal expansion, they can cope with the problem of processing accuracy. Also, since it has excellent wear resistance, it can cope with high-speed movement. Furthermore, since it has excellent bending strength and high rigidity, it is possible to reduce deformation of high-speed moving parts. In addition, since the hardness is high, the high-speed moving parts can have an appropriate hardness by appropriately including the ceramics.

【0047】そして、下記機械的特性を満足させるため
の組成は、マトリックスとする軽金属により異なるが、
通常、セラミックス含有率:5vol %以上、望ましくは
10vol %以上、さらに望ましくは20vol %以上とす
る。上限は、快削性介在物を含有させたとき切削加工性
を改善可能な範囲に限定され、通常、50vol %未満、
望ましくは45vol %以下、さらに望ましくは35vol
%以下とする。
The composition for satisfying the following mechanical properties differs depending on the light metal used as the matrix.
Usually, the ceramic content is 5 vol% or more, preferably 10 vol% or more, and more preferably 20 vol% or more. The upper limit is limited to a range in which machinability can be improved when free-cutting inclusions are contained, and is usually less than 50 vol%,
Desirably 45 vol% or less, more desirably 35 vol%
% Or less.

【0048】軽金属とは、軽合金も含む概念で、アルミ
ニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、チタン(T
i)、ベリリウム(Be)の群から選択した1種又は2
種以上をベース(基)とするものを使用可能である。当
然、他の金属・非金属元素を少量含ませた合金も含まれ
る。
The term “light metal” includes a light alloy and includes aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (T
i) one or two selected from the group of beryllium (Be)
Those based on more than one species can be used. Naturally, an alloy containing a small amount of another metal or nonmetal element is also included.

【0049】通常、これらの内で、比較的入手し易いA
l基及び/又はMg基を使用する。ここで、Al基及び
Mg基の意味は前述の通りである。また、Al基及びM
g基のいずれを採用するかは、要求特性、特に、要求比
重に応じて選択する。すなわち、軽量化の要請が強いと
きは、後述の如く、Mg基を所定量以上含む軽金属とす
る。
Usually, among these, A which is relatively easily available
Use 1 and / or Mg groups. Here, the meanings of the Al group and the Mg group are as described above. Al group and M
Which one of the g groups is employed is selected according to required characteristics, particularly, required specific gravity. That is, when there is a strong demand for weight reduction, a light metal containing a predetermined amount or more of an Mg group is used as described later.

【0050】Alは、工業用原料として広い用途をも
ち、比重(密度)が小さく、ねずみ鋳鉄の約1/3であ
るので、高速運動部品を軽量化できるとともに、セラミ
ックスとの結合性、均一性に富んでいる。また、耐食性
・加工性(切削加工性、鋳造加工性)も良い。
Al has a wide range of uses as an industrial raw material, has a low specific gravity (density), and is about 1/3 of gray cast iron. Therefore, it can reduce the weight of high-speed motion parts, as well as bondability and uniformity with ceramics. Rich in Also, corrosion resistance and workability (cutting workability, casting workability) are good.

【0051】また、Mgは比重が1.74と、Alの比
重2.7よりさらに軽量で(実用金属中最も比重が小さ
い。)あるため、高速運動部品を軽量化できるととも
に、セラミックスとの結合性に優れ、さらに切削も容易
である。
Further, since Mg has a specific gravity of 1.74, which is even lighter than the specific gravity of Al of 2.7 (the smallest specific gravity among practical metals), it is possible to reduce the weight of high-speed motion parts and to combine with ceramics. Excellent in cutting properties and easy to cut.

【0052】通常、Alには、Cu、Ni、Mn、S
i、Zn、Cr等の、Mgには、Zn、Zr、希土類元
素、Ag等を含んだ、それぞれアルミニウム合金(Al
基)、マグネシウム合金(Mg基)とすることにより機
械的機能を優れたものとすることができる。
Usually, Al, Cu, Ni, Mn, S
Mg such as i, Zn, and Cr includes Zn, Zr, a rare earth element, and an aluminum alloy (Al
Base) and a magnesium alloy (Mg base) can have excellent mechanical functions.

【0053】具体的には、下記のようなAl系又はMg
系の軽合金を挙げることができる。
Specifically, the following Al-based or Mg-based
Series light alloys.

【0054】Al−Mg系(鋳造用)…Cu:0.1
%、Si:0.35%、Mg:10%、Zn:0.1
%,Fe:0.35%、Mn:0.1%、Ti:0.2
%、残部:Al Al−Mg系(ダイカスト用)…Cu:0.2%、S
i:0.3%、Mg:4〜11%、Zn:0.1%、F
e:1.8%、Mn:0.3%、Ni:0.1%、S
n:0.1%、残部:Al Mg−Al−Zn−Mn系(鋳造用)…Al:5.3
〜6.7%、Zn:2.5〜3.5%、Mn:0.15
〜0.6%、Si:0.3%以下、Cu:0.25%、
Ni:0.01%以下、残部:Mg Al−Si−Cu系(ダイカスト用)…Cu:2.0
〜4.5%、Si:4.5〜7.5%、Mg:0.3
%、Zn:1.0%、Fe:1.3%、Mn:0.5
%、Ni:0.5%、Sn:0.3%、残部:Al そしてLMMCは、高速運動部品に対する軽量化の要
請、及び、機械的強度/耐摩耗性の要請、熱膨張係数抑
制から、下記機械的特性を備えたものとする。
Al-Mg type (for casting): Cu: 0.1
%, Si: 0.35%, Mg: 10%, Zn: 0.1
%, Fe: 0.35%, Mn: 0.1%, Ti: 0.2
%, Balance: Al Al-Mg type (for die casting) Cu: 0.2%, S
i: 0.3%, Mg: 4 to 11%, Zn: 0.1%, F
e: 1.8%, Mn: 0.3%, Ni: 0.1%, S
n: 0.1%, balance: Al Mg-Al-Zn-Mn (for casting) ... Al: 5.3
66.7%, Zn: 2.5 to 3.5%, Mn: 0.15
0.6%, Si: 0.3% or less, Cu: 0.25%,
Ni: 0.01% or less, balance: Mg Al-Si-Cu (for die casting) ... Cu: 2.0
-4.5%, Si: 4.5-7.5%, Mg: 0.3
%, Zn: 1.0%, Fe: 1.3%, Mn: 0.5
%, Ni: 0.5%, Sn: 0.3%, balance: Al and LMMC are required to reduce the weight of high-speed motion parts, to reduce mechanical strength / wear, and to suppress thermal expansion coefficient. It shall have the following mechanical properties.

【0055】比重:3.2以下、望ましくは3.0以
下、さらに望ましくは2.5以下とする。
Specific gravity: 3.2 or less, preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less.

【0056】比重が高いと高速運動部品の軽量化の要請
に応え難い。また、比重を2.5以下とするためには、
通常、Mg基含有率が金属マトリックス中40vol %以
上のものとする。
If the specific gravity is high, it is difficult to meet the demand for weight reduction of high-speed moving parts. In order to set the specific gravity to 2.5 or less,
Usually, the Mg group content is 40 vol% or more in the metal matrix.

【0057】ブリネル硬さ(HBS):130〜400
とするが、130〜200(望ましくは135〜18
5)の群と、300〜400(望ましくは350〜39
0)の群のものが入手し易くて望ましい。
Brinell hardness (H BS ): 130 to 400
But 130 to 200 (preferably 135 to 18
5) and 300 to 400 (preferably 350 to 39)
The group 0) is desirable because it is easily available.

【0058】硬さが低過ぎると、高速運動部品に要求さ
れる強度及び耐摩耗性が得難く、逆に硬さが高すぎる
と、後述の快削性介在物を含有させても快削性が改善さ
れない。快削性介在物の含有率を高めても快削性がほと
んど改善されず、むしろ、他の機械的特性に悪影響、例
えば、疲労寿命の低下等をもたらして望ましくない。
If the hardness is too low, it is difficult to obtain the strength and abrasion resistance required for high-speed moving parts. Conversely, if the hardness is too high, the free-cutting property will be obtained even if the following free-cutting inclusions are contained. Is not improved. Increasing the content of the free-cutting inclusions hardly improves the free-cutting properties, but rather undesirably results in adverse effects on other mechanical properties, such as a reduction in fatigue life.

【0059】線膨張係数(線膨張率):16×10-6
/℃以下、望ましくは、15×10-6/℃以下とする。
Linear expansion coefficient (linear expansion coefficient): 16 × 10 -6
/ ° C or lower, desirably 15 × 10 −6 / ° C or lower.

【0060】線膨張係数が高いと、前述の如く、高速運
動部品が熱膨張して、鋳鉄や鋼板製の相手部品に対して
かじりが発生し易い。
If the coefficient of linear expansion is high, the high-speed moving parts are thermally expanded as described above, and galling is likely to occur on the counterpart parts made of cast iron or steel plate.

【0061】さらに、高速運動部品の形状は、上述した
ように複雑であり、鋳造法が適している。LMMC材料
を製造することは、従来においては極めて困難であった
が、鋳造法あるいは非加圧浸透方等により製造できるよ
うになってきている。特に近年において、セラミックス
を20%以上含有することができるようになり、軽量で
高剛性を有する材料として広く使用されるようになって
きているため、複雑な形状をした高速運動部品に応用す
る。鋳造法の中でも、ダイキャスト法、チクソモールデ
ィング法等の特殊鋳造法が現在注目されつつあり望まし
い。
Furthermore, the shape of the high-speed moving part is complicated as described above, and the casting method is suitable. Although it has been extremely difficult to produce an LMMC material in the past, it has become possible to produce it by a casting method or a non-pressure infiltration method. In particular, in recent years, ceramics can be contained in an amount of 20% or more, and are widely used as lightweight and high-rigidity materials. Therefore, they are applied to high-speed motion parts having complicated shapes. Among casting methods, special casting methods such as a die casting method and a thixomolding method are currently attracting attention and are desirable.

【0062】ここで、酸化物系セラミックス及びアルミ
ニウムにはかなりの酸素を含むものがあるため、鋳造前
の適度の脱酸と鋳造中のガス抜きには特別な配慮が必要
である。特に高速運動部品を鋳込む前には、セラミック
粒子の均一分散のための攪拌と不活性ガスによるバブリ
ングが必要である。
Here, since some oxide-based ceramics and aluminum contain considerable oxygen, special consideration is required for appropriate deoxidation before casting and degassing during casting. In particular, before casting high-speed moving parts, stirring for uniform dispersion of ceramic particles and bubbling with an inert gas are necessary.

【0063】上記LMMCで形成した高速運動部品にお
いて、本発明では、さらに0.1〜1wt%の快削性介在
物を含有させて被削性を改善したLMMCで形成する。
According to the present invention, in the high-speed moving part formed of the LMMC, the LMMC is formed of an LMMC having improved machinability by further containing 0.1 to 1 wt% of a free-cutting inclusion.

【0064】前述の如く、LMMCは、機械的特性(特
に熱線膨張係数)を鉄鋼部品に近づけるためにセラミッ
クス含有率が高いため切削性(被削性)に欠けるためで
ある。
As described above, LMMC lacks machinability (machinability) due to its high ceramic content in order to bring mechanical properties (particularly, coefficient of linear thermal expansion) close to those of steel parts.

【0065】これら高速運動部品(産業機械部品)の生
産段階においては、インゴットから直接に、又は、鋳造
品を経て、切削加工(旋削、穴明け、中ぐり、フライス
削り、平削り、立ち削り、ブローチ削り等)、研削等の
機械加工が行なわれるため、切削性(被削性)を改善し
ておくことが工業的には必然的である。
In the production stage of these high-speed motion parts (industrial machine parts), cutting (turning, drilling, boring, milling, planing, standing cutting, directly from an ingot or through a casting) Since machining such as broaching) and grinding is performed, it is industrially inevitable to improve the machinability (machinability).

【0066】ここで、被削性(切削性)とは、工具の
耐摩耗性、切り屑処理性、仕上げ面粗さ、切削抵
抗、の各項目における総合評価である。特に、これらの
内で、工具の耐摩耗性及び仕上げ面粗さ、の改善が
要求される。
Here, the machinability (cutting ability) is a comprehensive evaluation in each of the following items: wear resistance of the tool, chip handling property, finished surface roughness, cutting resistance. In particular, among these, improvements in wear resistance and finished surface roughness of the tool are required.

【0067】通常、Al合金等においては、快削性を改
善するために、快削性介在物を配合させることは周知で
あるが、本発明のごとく、セラミックス含有率:10%
以上のLMMCでは、通常のアルミニウム合金等に添加
される快削性介在物を添加しても快削性の改善は望めな
いとするのが、当業者常識であった。
It is generally known that an Al alloy or the like is mixed with a free-cutting inclusion in order to improve the free-cutting property. However, as in the present invention, the ceramic content is 10%.
It was common knowledge in the art that the above-described LMMC would not be able to improve free-cutting properties even when free-cutting inclusions added to ordinary aluminum alloys and the like were added.

【0068】快削成分としては、従来から快削鋼、快削
ステンレス鋼、快削性アルミニウム合金等に使用されて
いるものが使用可能であり、通常、複合使用する。
As the free-cutting component, those conventionally used in free-cutting steel, free-cutting stainless steel, free-cutting aluminum alloy, and the like can be used.

【0069】例えば、金属系として、鉛(Pb)、ビス
マス(Bi)、テルル(Te)等の金属粒子、非金属系
として、酸化物系(アノールサイト:CaO・Al2
3 、ゲーレナイト:2CaO・Al23 ・SiO
2 )、硫黄族系(MnS、MnSe、MnTe)等を挙
げることができる。当然、非金属系の場合、最終的に当
該化合物になればよいのであって、構成成分に分けて同
時的又は経時的に添加してもよい。これらの内で、特
に、金属系及び硫黄属系が生産性の見地から望ましい。
For example, metal particles such as lead (Pb), bismuth (Bi), and tellurium (Te) are used as metal materials, and oxide materials (anolsite: CaO.Al 2 O) are used as nonmetal materials.
3 , Gehlenite: 2CaO.Al 2 O 3 .SiO
2 ), sulfur group (MnS, MnSe, MnTe) and the like. Of course, in the case of a non-metallic compound, it is sufficient that the compound finally becomes the compound, and the compound may be added separately or simultaneously with the passage of time. Of these, metal-based and sulfur-based are particularly desirable from the viewpoint of productivity.

【0070】そして、これらの快削性介在物の含有率
は、マトリックスの種類、セラミックス種類、含有率に
より異なるが、通常、0.1〜1wt%とする。1wt%を
超えると、LMMC自体の機械的特性に悪影響を与える
おそれがある。逆に0.1wt%未満では快削性の改善が
期待し難い。
The content of these free-cutting inclusions varies depending on the type of matrix, the type of ceramic, and the content, but is usually 0.1 to 1% by weight. If it exceeds 1 wt%, the mechanical properties of the LMMC itself may be adversely affected. Conversely, if it is less than 0.1 wt%, it is difficult to expect an improvement in free-cutting properties.

【0071】通常、下記のような組成とする。Usually, the composition is as follows.

【0072】LMMCを形成する軽金属がAl基であ
って、セラミックス含有率:10〜45vol %のとき、
快削性介在物含有率:0.20〜0.35wt%とする。
望ましくは、セラミックス含有率:15〜35vol %と
して、快削性介在物含有率:0.22〜0.32wt%と
する。
When the light metal forming LMMC is Al-based and the ceramic content is 10 to 45 vol%,
Free-cutting inclusion content: 0.20 to 0.35 wt%.
Desirably, the ceramic content is 15 to 35 vol% and the free-cutting inclusion content is 0.22 to 0.32 wt%.

【0073】前記LMMCを形成する軽金属がAl基
/Mg基=9/1〜1/9の容量比のもので、セラミッ
クス含有率:5〜45vol %のとき、快削性介在物含有
率:0.02〜0.60wt%とする。
When the light metal forming the LMMC has a capacity ratio of Al group / Mg group = 9/1 to 1/9, and the ceramic content is 5 to 45 vol%, the free-cutting inclusion content is 0. 0.02 to 0.60 wt%.

【0074】LMMCを形成する軽金属がMg基であ
って、セラミックス含有率:10〜45vol %のとき、
快削性介在物含有率:0.20〜0.70wt%とする。
When the light metal forming LMMC is Mg-based and the ceramic content is 10 to 45 vol%,
Free-cutting inclusion content: 0.20 to 0.70 wt%.

【0075】上記快削性介在物の添加は、通常、合金元
素を添加するときに同時に行なう。
The addition of the free-cutting inclusions is usually carried out simultaneously with the addition of the alloying element.

【0076】[0076]

【発明の効果】上述のように、本発明の塑性加工装置に
おける高速運動部品は、Al基、Mg基等の軽金属を含
んで形成されているため、軽量化でき、高速運動の際の
慣性力を小さくすることができるので、より高速・高精
度の加工を行なうことができる。
As described above, since the high-speed motion parts in the plastic working apparatus of the present invention are formed by including a light metal such as Al-based or Mg-based, the weight can be reduced, and the inertia force during high-speed motion can be reduced. Can be reduced, so that higher-speed and higher-precision processing can be performed.

【0077】また、セラミックスを含んで形成されてい
るため、セラミックの特性を発揮し、従来のアルミニウ
ム合金よりも熱膨張率が低くなり、機械的特性(耐摩耗
性・強度及び剛性等)が向上するため、より高速・高精
度の加工を行なうことができる。
Further, since it is formed containing ceramics, it exhibits the properties of ceramics, has a lower coefficient of thermal expansion than conventional aluminum alloys, and has improved mechanical properties (wear resistance, strength, rigidity, etc.). Therefore, higher-speed and higher-precision processing can be performed.

【0078】さらに、意外にも少量の快削性介在物の存
在により従来のLMMCよりも切削加工性が良くなり、
機械加工性が容易となり、複雑な形状の部品にまで適用
できるとともに、切削加工用工具の寿命もより延長させ
ることができる。
Furthermore, surprisingly, the presence of a small amount of free-cutting inclusions makes the cutting workability better than that of the conventional LMMC.
The machinability becomes easy, and it can be applied to parts having complicated shapes, and the life of the cutting tool can be further extended.

【0079】さらに、高速運動部品を鋳造工程を経て製
造することにより、後の切削加工工数が少なくてすみ、
複雑な形状の部品においても生産性の向上につながる。
Further, by manufacturing the high-speed moving parts through the casting process, the number of man-hours required for the subsequent cutting process can be reduced.
This leads to an increase in productivity even for parts with complicated shapes.

【0080】また、高速運動部品の一部を他の本体と分
離して形成すれば、高速運動部品の一部を金型類の多様
化に無関係に共有化できる形状とすることもでき、部品
の標準化が可能となり生産性の向上が期待できる。
Further, if a part of the high-speed moving part is formed separately from the other main body, a part of the high-speed moving part can be formed into a shape that can be shared irrespective of diversification of molds. Can be standardized and productivity can be improved.

【0081】[0081]

【試験例】本発明における高速運動部品に使用する表1
の組成の各実施例・対照例のLMMCについて、各機械
的特性を表2に示す。参照のために、鋳鉄(FC25
0)の機械的特性も示す。
[Test Example] Table 1 used for high-speed motion parts in the present invention
Table 2 shows the mechanical properties of the LMMCs of Examples and Control Examples having the compositions of For reference, cast iron (FC25
The mechanical properties of 0) are also shown.

【0082】Al基及びMg基は、それぞれ下記の組成
であり、セラミックス:炭化ケイ素(SiC)、快削性
介在物:硫化マンガン系である。
The Al and Mg groups have the following compositions, respectively: ceramics: silicon carbide (SiC); free-cutting inclusions: manganese sulfide.

【0083】Al基…Al−Mg系 Cu:0.1
%、Si:0.35%、Mg:10%、Zn:0.1
%,Fe:0.35%、Mn:0.1%、Ti:0.2
%、残部:Al Mg基…Mg−Al−Zn−Mn系 Al:5.3〜
6.7%、Zn:2.5〜3.5%、Mn:0.15〜
0.6%、Si:0.3%以下、Cu:0.25%、N
i:0.01%以下、残部:Mg なお、切削加工条件としては、ダイヤモンド工具を用
い、切削速度:50m/min 、送り:0.01mm/rev、切
り込み:0.05mmとし、水溶性の切削油を用いた。
Al group: Al-Mg based Cu: 0.1
%, Si: 0.35%, Mg: 10%, Zn: 0.1
%, Fe: 0.35%, Mn: 0.1%, Ti: 0.2
%, Balance: Al Mg group ... Mg-Al-Zn-Mn system Al: 5.3 ~
6.7%, Zn: 2.5-3.5%, Mn: 0.15-
0.6%, Si: 0.3% or less, Cu: 0.25%, N
i: 0.01% or less, balance: Mg The cutting conditions were a diamond tool, cutting speed: 50 m / min, feed: 0.01 mm / rev, cutting depth: 0.05 mm, and water-soluble cutting. Oil was used.

【0084】被削性の評価基準は、◎:大変良い、○:
良い、△:やや悪い、Χ:大変悪いの4段階で示した。
The evaluation criteria for machinability were as follows: ◎: very good, ○:
Good, △: Somewhat bad, Χ: Very bad.

【0085】結果を示す表2から本発明の塑性加工装置
における高速運動部品はいずれも鋳鉄と比較して軽量
(低比重)であり、硬度も鋳鉄以上であることが分か
る。線膨張係数も大幅に低下していることが分かる。
From Table 2 showing the results, it can be seen that all of the high-speed moving parts in the plastic working apparatus of the present invention are lighter (lower specific gravity) and harder than cast iron as compared with cast iron. It can be seen that the coefficient of linear expansion is also significantly reduced.

【0086】例えば、実施例1のLMMCは、セラミッ
クスを約20vol %、Al基を約80vol %含有し、さ
らに快削性介在物を0.25wt%含む構成となってい
る。この実施例1.のLMMCの注目される性質として
は、まず、密度が3100kg/m3 で従来のアルミニウム合金
と略同等の軽さである。そして、熱膨張係数(線膨張係
数が15.1×10-6/(m・℃) で、アルミニウム合金よりかな
り小さく、従来のねずみ鋳鉄の1.6倍程度と許容でき
る範囲内である。また、引張り強さが355(MPa)
でアルミニウム合金や従来のねずみ鋳鉄よりも強く、伸
びについても満足できる値である。破断歪みについて
は、従来のねずみ鋳鉄と同レベルであることから使用上
問題はないと考えられる。さらに引張り強さがねずみ鋳
鉄より強く破断歪みが同レベルであるということから、
高剛性を有するといえる。同様に他の実施例のいずれで
あっても密度、熱膨張係数、強度及び剛性の点で満足で
きる。
For example, the LMMC of Example 1 contains about 20 vol% of ceramics, about 80 vol% of Al group, and 0.25 wt% of free-cutting inclusions. As a notable property of the LMMC of Example 1, first, the density is 3100 kg / m 3 , which is about the same weight as a conventional aluminum alloy. It has a coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient of 15.1 × 10 −6 / (m · ° C.), which is considerably smaller than that of aluminum alloy, and is about 1.6 times that of conventional gray cast iron, which is within an allowable range. Strength is 355 (MPa)
It is stronger than aluminum alloy and conventional gray cast iron, and has a satisfactory elongation. Since the breaking strain is the same level as that of conventional gray cast iron, it is considered that there is no problem in use. Furthermore, since the tensile strength is stronger than gray cast iron and the breaking strain is the same level,
It can be said that it has high rigidity. Similarly, any of the other embodiments are satisfactory in terms of density, coefficient of thermal expansion, strength and rigidity.

【0087】さらに、本発明の快削性介在物を含有させ
た実施例の各LMMCは、いずれも、快削性介在物を含
まない対照例3に比して切削性が良好であることが分か
る。セラミックスを多量に含む対照例2の場合、快削性
介在物を含有していてもほとんど快削性が改善されてい
ない。これは、セラミックスの含有量が多くて、硬さが
BS450と硬すぎるためだと考えられる。
Further, each of the LMMCs of the examples containing the free-cutting inclusions of the present invention had better machinability than Comparative Example 3 containing no free-cutting inclusions. I understand. In the case of Comparative Example 2 containing a large amount of ceramics, the free-cutting properties were hardly improved even if the free-cutting inclusions were contained. This is often the content of the ceramic is considered to be because too hard and H BS 450 hardness.

【0088】また、Al基/Mg基の複合系の場合(実
施例4〜7)、セラミックス含有率及び快削性介在物の
多少にかかわらず、快削性は余り改善されない(被削性
評価は何れも△である。)。
Further, in the case of the Al-based / Mg-based composite system (Examples 4 to 7), the free-cutting ability is not significantly improved irrespective of the ceramic content and the amount of free-cutting inclusions (Evaluation of machinability). Are both Δ).

【0089】[0089]

【表1】 [Table 1]

【0090】[0090]

【表2】 [Table 2]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用する工作機械部品を備えたグリッ
パフィーダの要部概略図、
FIG. 1 is a schematic view of a main part of a gripper feeder provided with machine tool parts to which the present invention is applied;

【図2】同じくトランスファー装置の要部概略図、FIG. 2 is a schematic diagram of a main part of the transfer device,

【図3】一般的なプレス機を示す正面図、FIG. 3 is a front view showing a general press machine,

【図4】一実施状態のプレス機のスライドを示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing a slide of the press machine in one embodiment.

【図5】他の実施形態のプレス機のスライドを示す斜視
図、
FIG. 5 is a perspective view showing a slide of a press machine according to another embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プレス機(塑性加工装置) 2 クラウン 3 コラム 4 ベッド 10、19 スライド(高速運動部品) 15、21 スライドガイド部 12 グリッパフィーダ 14 移動グリッパ(高速運動部品) 18 クランクレバー(高速運動部品) 22 トランスファー 24 フィードバー(高速運動部品) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press machine (plastic working apparatus) 2 Crown 3 Column 4 Bed 10, 19 Slide (high-speed moving parts) 15, 21 Slide guide part 12 Gripper feeder 14 Moving gripper (high-speed moving parts) 18 Crank lever (high-speed moving parts) 22 Transfer 24 Feed bar (high-speed motion parts)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 塑性加工装置における高速運動部品であ
って、 前記高速運動部品の全部又はその主要部が、セ
ラミックス含有率:10vol %以上である軽金属マトリ
ックス複合材(LMMC:Light Metal Matrix Composi
tes )で形成され、 該LMMCが、比重:3.2以下、ブリネル硬さ
(HBS):130〜400、線膨張係数:16.0×1
-6/℃以下の機械的特性を示すとともに、 さらに0.1〜1wt%の快削性介在物を含有することを
特徴とする塑性加工装置の高速運動部品。
1. A high-speed moving part in a plastic working apparatus, wherein all or a main part of the high-speed moving part is a light metal matrix composite (LMMC) having a ceramic content of 10 vol% or more.
TES), wherein the LMMC has a specific gravity of 3.2 or less, a Brinell hardness (H BS ) of 130 to 400, and a linear expansion coefficient of 16.0 × 1.
A high-speed moving part of a plastic working machine characterized by exhibiting mechanical properties of 0 -6 / ° C or less and further containing 0.1 to 1 wt% of free-cutting inclusions.
【請求項2】 前記LMMCを形成する軽金属がAl基
であって、セラミックス含有率:10〜45vol %、快
削性介在物含有率:0.20〜0.35wt%であること
を特徴とする請求項1記載の塑性加工装置の高速運動部
品。
2. The light metal forming the LMMC is an Al-based material, and has a ceramic content of 10 to 45 vol% and a free-cutting inclusion content of 0.20 to 0.35 wt%. A high-speed moving part of the plastic working apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記セラミックス含有率:15〜35vo
l %、快削性介在物含有率:0.22〜0.32wt%で
あることを特徴とする請求項2記載の塑性加工装置の高
速運動部品。
3. The ceramic content: 15 to 35 vo
3. The high-speed moving part of a plastic working apparatus according to claim 2, wherein the content of the free-machining inclusions is 0.22 to 0.32% by weight.
【請求項4】 前記LMMCを形成する軽金属がAl基
/Mg基=9/1〜1/9の容量比であって、セラミッ
クス含有率:5〜45vol %、快削性介在物の含有率:
0.02〜0.60wt%であることを特徴とする請求項
1記載の塑性加工装置の高速運動部品。
4. The light metal forming the LMMC has a capacity ratio of Al group / Mg group = 9/1 to 1/9, a ceramic content: 5 to 45 vol%, and a free-cutting inclusion content:
2. The high-speed moving part of the plastic working apparatus according to claim 1, wherein the content is 0.02 to 0.60 wt%.
【請求項5】 前記LMMCを形成する軽金属がMg基
であって、セラミックス含有率:10〜45vol %、快
削性介在物含有率:0.20〜0.70wt%であること
を特徴とする請求項1記載の塑性加工装置の高速運動部
品。
5. The light metal forming the LMMC is Mg-based, and has a ceramic content of 10 to 45 vol% and a free-cutting inclusion content of 0.20 to 0.70 wt%. A high-speed moving part of the plastic working apparatus according to claim 1.
【請求項6】 前記高速運動部品又はその主要部が鋳造
によって形成されることを特徴とする請求項1記載の塑
性加工装置の高速運動部品。
6. The high-speed moving part of a plastic working apparatus according to claim 1, wherein said high-speed moving part or a main part thereof is formed by casting.
【請求項7】 前記高速運動部品が、プレス機のスライ
ドであることを特徴とする請求項6記載の塑性加工装置
の高速運動部品。
7. The high-speed moving part of a plastic working apparatus according to claim 6, wherein the high-speed moving part is a slide of a press machine.
【請求項8】 前記スライドが、スライド本体(高速運
動部品主要部)と、該スライド本体に脱着自在に取付け
られるアダプタ部材とに分離されていることを特徴とす
る請求項7記載の塑性加工装置の高速運動部品。
8. The plastic working apparatus according to claim 7, wherein the slide is separated into a slide main body (a main portion of a high-speed motion component) and an adapter member detachably attached to the slide main body. High-speed motion parts.
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