JP5285979B2 - Compact molding equipment - Google Patents
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Description
本発明は圧粉体の成形金型装置に係り、特に、略鼓状の焼結部品の圧粉体を軸方向に圧縮して成形する金型装置に関するものである。 The present invention relates to a green compact molding apparatus, and more particularly to a mold apparatus that compresses and compacts a green compact of a substantially drum-shaped sintered part in an axial direction.
軸受等の精密な円筒状部品を製造する場合には、原料粉末を圧縮成形して得た圧粉体を加熱して焼結し、焼結部品として得ることが普及している。圧粉体の成形は、ダイスのダイス孔に形成されるキャビティに粉末を充填し、該粉末をダイス孔に挿入される上下パンチによって軸方向に圧縮して得ている(特許文献1等参照)。
In the case of manufacturing a precision cylindrical part such as a bearing, it is widespread to obtain a sintered part by heating and sintering a green compact obtained by compression molding raw material powder. The compacting of the green compact is obtained by filling the cavity formed in the die hole of the die with powder and compressing the powder in the axial direction by the upper and lower punches inserted into the die hole (see
ところで、外周面が円筒状であって、軸方向中間部に小径のくびれ部を有する鼓状をなした焼結部品の需要がある。このような焼結部品の圧粉体を成形するには、くびれ部がアンダーカット部となってダイス孔から抜き出すことができないため、例えば円筒状に成形して焼結したから、外周面を切削加工するなどの方法で、鼓状のものを得ることはできる。しかしながらこのような方法では、焼結後の後工程が増えたり材料が無駄になったりし、さらにこれらの理由でコストの上昇が問題となる。したがって、粉末の圧縮成形工程のみで製造可能な技術が望まれた。なお、上記特許文献1には軸方向端部の外周面が小径となる形状の成形技術が記載されてはいるが、軸方向中間部が小径のものについての技術は記載されていない。
By the way, there is a demand for a sintered part having a drum shape with an outer peripheral surface having a cylindrical shape and a small-diameter constricted portion at an axially intermediate portion. In forming green compacts for such sintered parts, the constricted part becomes an undercut part and cannot be extracted from the die hole. A drum-shaped object can be obtained by a method such as processing. However, in such a method, the number of post-processes after sintering is increased and materials are wasted. Further, for these reasons, an increase in cost becomes a problem. Therefore, a technique capable of being manufactured only by the powder compression molding process has been desired. In addition, although the said
よって本発明は、外周面の軸方向中間部にくびれ部を有する円筒状の圧粉体を好適に圧縮成形することができ、このため、焼結部品としてからの切削等の後工程が不要になるとともに材料の無駄も発生せず、その結果、工程やコストの増大を抑えることができて生産性の向上が図られる金型装置を提供することを目的としている。 Therefore, according to the present invention, a cylindrical green compact having a constricted portion at the axially intermediate portion of the outer peripheral surface can be suitably compression-molded, and therefore, no post-process such as cutting after the sintered part is required In addition, an object of the present invention is to provide a mold apparatus in which waste of materials does not occur, and as a result, an increase in processes and costs can be suppressed and productivity can be improved.
本発明の金型装置は、外周面が円筒状で、該外周面の軸方向中間部に小径のくびれ部を有する略鼓状の焼結部品の圧粉体を軸方向に圧縮して成形する金型装置であって、合体状態で前記圧粉体の外周面形状を形成するダイス孔を有し、前記軸方向に直交する方向に分割可能とされ、パンチホルダ上にスライダを介して分割方向に移動自在に設けられた複数の分割ダイスと、これら分割ダイスを合体状態に付勢する付勢手段と、前記分割ダイスの周囲に、該分割ダイスに対して軸方向に相対移動可能に配設された外側ダイスと、合体状態の前記分割ダイスの前記ダイス孔に摺動自在に挿入され、前記ダイス孔内に充填された粉末を軸方向に圧縮する上パンチおよび下パンチと、前記分割ダイスを、前記付勢手段の付勢力に抗して分割させて、圧縮成形された圧粉体を分割ダイス内から軸方向に抜き出し可能とする分割手段とを備え、前記分割手段は、前記外側ダイスに下方に延びる状態に設けられたカム部材であり、前記外側ダイスが前記分割ダイスに対し下方に相対移動した際に前記各スライダ間に前記カム部材が入り込むことで、複数の分割ダイスが分割する構成であることを特徴としている。 The mold apparatus of the present invention is formed by compressing in the axial direction a green compact of a substantially drum-shaped sintered part having a cylindrical outer peripheral surface and a small-diameter constricted portion at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface. A die apparatus, having a die hole that forms the shape of the outer peripheral surface of the green compact in a united state and capable of being divided in a direction perpendicular to the axial direction, and in a dividing direction via a slider on the punch holder And a plurality of divided dies provided so as to be movable , an urging means for urging the divided dies into a combined state, and arranged around the divided dies so as to be relatively movable in the axial direction with respect to the divided dies. An outer die, an upper punch and a lower punch, which are slidably inserted into the die hole of the split die in the combined state and compress the powder filled in the die hole in the axial direction, and the split die. , Splitting against the biasing force of the biasing means, E Bei and dividing means for enabling extracting the molded green compact from the divided dies in the axial direction, and the dividing means is a cam member provided in a state extending downward to the outer die, the outer die Is configured such that when the cam member is inserted between the sliders when the dies are moved downward relative to the split dies, a plurality of split dies are split .
本発明によれば、合体状態の分割ダイスに粉末を充填して上下のパンチで圧縮成形した後、分割ダイスを分割させることにより、圧縮成形された圧粉体を分割ダイス内から軸方向に抜き出すことができる。分割ダイスを分割することにより、圧縮成形時には外周面のくびれ部に密着し、かつ、係合していたダイス孔内周面のくびれ形成部は、形成されたくびれ部から離間して、圧粉体が抜き出し可能となる。このため、外周面にくびれ部を有する円筒状部品の圧粉体を、1回の圧粉成形工程で成形し、次いで抜き出すことすることができる。 According to the present invention, powder is packed in a united split die, compression molded with upper and lower punches, and then the split die is split, whereby the compacted compact is extracted from the split die in the axial direction. be able to. By dividing the divided dies, the constricted portion of the inner peripheral surface of the die hole that has been engaged is separated from the formed constricted portion at the time of compression molding. The body can be extracted. For this reason, the green compact of the cylindrical part which has a constriction part in an outer peripheral surface can be shape | molded by one compacting process, and can be extracted after that.
本発明では、前記カム部材は先端左右の側面がテーパ状に形成されたクサビ状であり、このカム部材先端が前記スライダに装着されたローラ間に入り込むことで、複数の分割ダイスが分割される形態を含む。 In the present invention , the cam member has a wedge shape in which the left and right sides of the tip are formed in a tapered shape, and the tip of the cam member enters between the rollers mounted on the slider, thereby dividing a plurality of split dies. Includes form.
本発明によれば、粉末を圧縮成形した後に分割ダイスを分割することにより、外周面の軸方向中間部にくびれ部を有する円筒状の圧粉体をダイスから軸方向に抜き出すことができる。したがって、該円筒状部品の圧粉体を好適に圧縮成形することができる。このため、焼結部品としてからの切削等の後工程が不要になるとともに材料の無駄も発生せず、その結果、工程やコストの増大を抑えることができて生産性の向上が図られるといった効果を奏する。 According to the present invention, by dividing the divided die after compression molding the powder, a cylindrical green compact having a constricted portion at the axially intermediate portion of the outer peripheral surface can be extracted from the die in the axial direction. Therefore, the green compact of the cylindrical part can be suitably compression molded. This eliminates the need for post-processes such as cutting from sintered parts and eliminates waste of materials. As a result, it is possible to suppress an increase in processes and costs and improve productivity. Play.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
[1]焼結部品
図1は、一実施形態で圧縮成形して得る鼓形状の圧粉体を示している。この圧粉体1の中心には、内径が一定の孔2が形成されている。一方、円筒状の外径は一定の外径ではなく、軸方向両端部に大径部3が形成され、大径部3の間に、大径部3よりも小径のくびれ部4が形成されている。くびれ部4は、周方向に沿った均一径の底部4aと、底部4aから大径部3に至るテーパ部4bとからなっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Sintered Part FIG. 1 shows a drum-shaped green compact obtained by compression molding in one embodiment. A
[2」金型装置の構成
次に、図1に示した圧粉体1を原料粉末から圧縮成形する一実施形態の金型装置を説明する。図2はその金型装置を示しており、符号10は外側ダイス、11はヨークプレートである。外側ダイス10とヨークプレート11は、複数のガイドロッド12によって連結されている。そして、外側ダイス10とヨークプレート11との間には、上方からパンチホルダ13、ベースプレート14が、それぞれガイドロッド12に摺動自在に配設されている。
[2] Configuration of Mold Apparatus Next, a mold apparatus according to an embodiment for compressing and molding the
ベースプレート14の上面の中心には、鉛直方向上方に延びる円柱状の下パンチ15が、下パンチ押さえ16によって固定されている。下パンチ15の中心には、コアロッド挿通孔17が貫通形成されている。コアロッド挿通孔17は、下方のガイド孔17aと、このガイド孔17aよりも若干小径である上方の摺動孔17bとが連続し、かつ、同心状に形成されてなるものである。
At the center of the upper surface of the
ヨークプレート11の下面には、ヨークプレート11および該ヨークプレート11にガイドロッド12を介して連結された外側ダイス10を一体に昇降させる下ラム18が固定されている。また、ヨークプレート11の上面の中心には、鉛直方向に延びるコアロッド19が、コアロッド押さえ19aによって固定されている。コアロッド19は圧粉体1の孔2を形成するもので、ベースプレート14のコアロッド貫通孔14aを貫通し、下パンチ15のコアロッド挿通孔17に対して下側のガイド孔17aから挿入され、摺動孔17bに摺動する状態に貫通されている。コアロッド19は、上端面が外側ダイス10の上面と面一になる高さ(長さ)を有している。
Fixed to the lower surface of the
パンチホルダ13の上面には、図中左右方向に分割させられる分割ダイス21が設けられている。分割ダイス21は、合体すると円筒状の内側ダイス20となるもので、換言すると、内側ダイス20を左右対称に縦割りしたものが2つの分割ダイス21を構成するということになる。
On the upper surface of the
分割ダイス21が合体して内側ダイス20となった状態での外周部の、軸方向上端部には大径部22が形成され、下端部には鍔部23が形成され、大径部22と鍔部23との間が小径部24となるように構成されている。また、内側ダイス20の中心には、円筒状内周面のダイス孔25が形成されるようになっている。このダイス孔25の軸方向上端部には、くびれ部4を形成する周凸状26が形成されている。ダイス孔25には、パンチホルダ13に形成された下パンチ貫通孔13aを貫通した下パンチ15が下側から摺動自在に挿入される。
A large-
パンチホルダ13の上面には、左右方向に移動自在に設けられた左右一対のスライダ27が設けられている。そしてこれらスライダ27上に、分割ダイス21の鍔部23がそれぞれ固定されており、各分割ダイス21はスライダ27ごとパンチホルダ13上を左右方向に移動可能となっている。図3に示すように、各スライダ27の分割ダイス21の両側に当たる箇所には、それぞれ引っ張りバネ(付勢手段)28が架け渡されており、これら引っ張りバネ28によってスライダ27は互いに近付く方向(図3(b)で矢印方向)に付勢されている。この引っ張りバネ28の付勢力により、通常、分割ダイス21は接合面どうしが密着して合体し、内側ダイス20を構成するようになっている。
A pair of left and
また、図3に示すように、各スライダ27における引っ張りバネ28の装着部分のさらに外側には、分割方向に直交する水平方向(図3(a)で上下方向)を軸として回転するローラ(ガイド部材)29が、それぞれ回転自在に装着されている。これらローラ29は、離れたり近付いたりする各スライダ27の互いの対向端部から相手側のスライダ27側に突出した状態に配置されている。ローラ29は、互いに対向する2つが1組とされ、これら1組のローラ29はスライダ27の移動方向に並び、かつ、所定の間隔をおいて装着されている。
Further, as shown in FIG. 3, a roller (guide) that rotates around the horizontal direction (vertical direction in FIG. 3A) perpendicular to the dividing direction on the outer side of the mounting portion of the
図2に示すように、分割ダイス21が合体してなる内側ダイス20の大径部22は外側ダイス10の厚さと同等とされ、その大径部22は、外側ダイス10に形成された内側ダイス嵌合孔10aに摺動自在に嵌合される。図4に示すように、外側ダイス10の下面の、内側ダイス嵌合孔10aの周囲には、下方に突出する2つのカム棒(カム部材)31が固定されている。これらカム棒31は、上記1組のローラ29間の中央部分に対応する箇所に配置されている。カム棒31の先端は、左右の側面がテーパ状に形成されてクサビ状となっている。
As shown in FIG. 2, the large-
図5(d)に示すように、外側ダイス10がパンチホルダ13に対して相対的に下方に移動して、内側ダイス嵌合孔10aが内側ダイス20の大径部22から抜けると、カム棒31は1組のローラ29の間に上方から入り込み、双方のローラ29の接触を受けながら下降する。これにより、双方のローラ29は、引っ張りバネ28の付勢力に抗して転動しながら離間していき、これに追従して各スライダ27および分割ダイス21が離間していく。外側ダイス10は内側ダイス20の小径部24の周囲に下降して内側ダイス嵌合孔10aの内周面と小径部24との間に分割ダイス21が外側に移動するスペースができるので、スライダ27が外側へ移動して分割ダイス21が離間することが可能となる。
When the
カム棒31のテーパ状先端部よりも上方の部分である主体部がローラ29の間に挟み込まれた状態になると、分割ダイス21が最も離れた分割完了の状態となり(図5(e)参照)、この時、離れた分割ダイス21の各周凸状26で囲まれるスペースは、圧粉体1の大径部3の外径よりも大きく、内側ダイス20内で圧縮成形された圧粉体1が軸方向に抜けることが可能となる。
When the main body, which is the portion above the tapered tip of the
内側ダイス20の上方には、ダイス孔25に上側から摺動可能に挿入される上パンチ35が配設されている。上パンチ35は、外側ダイス10に対して上下動するように設けられた上パンチプレート36に、上パンチ押さえ37によって固定されている。上パンチ35の中心には、コアロッド19の挿通孔35aが形成されている。
An
[3]圧粉体の成形
以上が一実施形態の金型装置であり、次いで図5を参照して金型装置で圧粉体1を成形する手順を説明する。
図5(a)は原料の粉末を充填する過程であり、分割ダイス21が合体した内側ダイス20の大径部22が、外側ダイス10の内側ダイス嵌合孔10aに嵌合している。そして下パンチ15が、ダイス孔25とともに圧粉体1のキャビティCを形成する高さ位置に調整され、そのキャビティCに粉末フィーダ40から粉末が充填される。
[3] Molding of the green compact The above is the mold apparatus of one embodiment, and the procedure for molding the
FIG. 5A is a process of filling the raw material powder, and the large-
次いで図5(b)に示すように、上パンチ35を下降させてダイス孔25内に挿入し、粉末を圧縮して圧粉体1を成形する。圧粉体1が成形されたら、図5(c)に示すように上パンチ35を上方に退避させるとともに、外側ダイス10を下降させる。図5(d)〜(e)に示すように、外側ダイス10をさらに下降させることにより、カム棒31が左右1組のローラ29の間に入り込み、これによって分割ダイス21が左右方向に離れて分割されていく。図5(e)は分割完了の状態を示し、この後、図5(f)に示すように、パンチホルダ13が下降して下パンチ15上に載った圧粉体1が分割ダイス21内から上方に抜き出される。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the
[4]一実施形態の作用効果
上記実施形態の金型装置によれば、圧粉体1の圧縮成形後に外側ダイス10を下降させることにより、カム棒31が左右のローラ29を押し分け、スライダ27が左右方向に離れるといった動作が自動的になされて分割ダイス21が分割する。このように分割ダイス21が分割することにより、圧粉体1を内側ダイス20内から上方に抜き出すことが可能となる。分割ダイス21が分割されると、圧縮成形時に圧粉体1の外周面のくびれ部4に密着して係合していたダイス孔25の内周面のくびれ形成部である周凸状26は、形成されたくびれ部4から離間して圧粉体1が抜き出し可能となるのである。
[4] Effect of Embodiment According to the mold apparatus of the above embodiment, the
このため、外周面にくびれ部4を有する圧粉体1を、1回の圧粉成形工程で成形し、次いで抜き出すといった動作を、一連の過程で遂行することができる。その結果、焼結部品としてからの切削等の後工程が不要になるとともに材料の無駄も発生せず、また、工程やコストの増大を抑えることができるため、生産性の向上が図られる。
For this reason, the operation of forming the
[5]一実施形態の変形例
図6および図7は、上記一実施形態の金型装置の変形例を示している。この金型装置はパンチホルダ13が浮動状態で支持されるウィズドロアル型であり、上記一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してある。この金型装置のベースプレート14上には、パンチホルダ13を浮動状態に支持する複数のシリンダ装置51が設けられている。シリンダ装置51は、ベースプレート14上に固定されたシリンダ52と、このシリンダ52から上方に対して伸縮するピストン53とを備えたもので、ピストン53が上方に伸びると、該ピストン53がパンチホルダ13の下面に当接してパンチホルダ13を浮動状態に支持するようになっている。
[5] Modification of One Embodiment FIGS. 6 and 7 show a modification of the mold apparatus of the above-described embodiment. This mold apparatus is a withdrawal type in which the
また、パンチホルダ13の下面の、図6で奥行き方向の中央部(図7(c)で上下方向の中央部に当たる位置)には、下パンチ15を間に挟む状態で左右一対の加圧ブロック55が固定されている。一方、ベースプレート14上の各加圧ブロック55に対応する箇所には、加圧ブロック55を受けるスライドブロック56が、左右方向に移動可能にそれぞれ設けられている。図7(c)に示すように、各スライドブロック56の左右方向の外側寄りの端部にはスリット56aが形成されており、そのスリット56a内に、上記ローラ29と回転軸が平行なローラ57が回転自在に装着されている。さらに、外側ダイス10の下面の各ローラ57に対応する箇所には、下方に延びるのカム棒58がそれぞれ固定されている。これらカム棒58の先端は、左右方向の外側がテーパ面にカットされたクサビ状に形成されている。
Further, a pair of left and right pressure blocks with the
各スライドブロック56は、通常、図示せぬバネ等によって互いに近付く方向に付勢されており、その状態で、シリンダ装置51によるパンチホルダ13の浮動支持状態を解除すると、パンチホルダ13が下降して加圧ブロック55がスライドブロック56に載った状態になる。そして、この状態から外側ダイス10が下降するとカム棒58の先端テーパ面がローラ57に当接し、さらに下降すると、カム棒58によってローラ57およびスライドブロック56が外側方向に押されて移動する。カム棒58はスリット56a内に入り込み、その時にスライドブロック56は加圧ブロック55よりも外側に外れ、これにより加圧ブロック55がベースプレート14に落下するまで、パンチホルダ13が下降するようになっている。
The slide blocks 56 are normally urged toward each other by a spring or the like (not shown). In this state, when the floating support state of the
図8は、図6および図7に示した金型装置による粉末の圧縮成形の過程を示している。この金型装置では、まずはじめに、図8(a)に示すようにシリンダ装置51によってパンチホルダ13が浮動状態に支持されて、内側ダイス20内のキャビティCに粉末が充填される。次いで、シリンダ装置51による浮動支持状態が維持されながら、上下のパンチ35,15によって粉末が圧縮成形される。この時、パンチホルダ13で支持されている内側ダイス20がシリンダ装置51によって上方へ付勢されることにより、その付勢力と圧縮力をバランスしながら、粉末を圧縮することができる。(図8(b))。
FIG. 8 shows a process of powder compression molding by the mold apparatus shown in FIGS. In this mold apparatus, first, as shown in FIG. 8A, the
粉末が圧縮されて圧粉体1が成形されたら、シリンダ装置51の浮動支持状態を解除し、加圧ブロック55がスライドブロック56に載せる。次に、図8(c)〜(e)に示すように外側ダイス10を下降させて分割ダイス21を離し、内側ダイス20を分割させる。図8(e)の段階で内側ダイス20は分割完了の状態となっており、さらにここから外側ダイス10を下降させる。すると、カム棒58がローラ57およびスライドブロック56を外側方向に押し、スライドブロック56が加圧ブロック55よりも外側に外れ、加圧ブロック55がベースプレート14に落下するまで、パンチホルダ13および各分割ダイス21が下降する。すると、コアロッド19上に載った圧粉体1が分割ダイス21内から上方に抜き出される。
When the powder is compressed to form the
この変形例によっても、上記一実施形態と同様に、くびれ部4を有する鼓形状の圧粉体1を、ダイスから抜き出し可能に1回で圧縮成形することができる。なお、パンチホルダ13を浮動状態に支持するものとしてのシリンダ装置51は、上方への付勢力を調整可能な点で有効なものであるが、単に浮動状態としてパンチホルダ13からの荷重を弾性的に受けるもので十分であるならば、図9に示すように、シリンダ装置51に代えてコイル状のバネ61でパンチホルダ13を支持してもよい。
Also according to this modification, the drum-shaped green compact 1 having the
1……圧粉体
4…くびれ部
10…外側ダイス
15…下パンチ
20…内側ダイス
21…分割ダイス
25…ダイス孔
28…引っ張りバネ(付勢手段)
29…ローラ(ガイド部材)
31…カム棒(カム部材)
35…上パンチ
C…キャビティ
DESCRIPTION OF
29 ... Roller (guide member)
31 ... Cam rod (cam member)
35 ... Upper punch C ... Cavity
Claims (2)
合体状態で前記圧粉体の外周面形状を形成するダイス孔を有し、前記軸方向に直交する方向に分割可能とされ、パンチホルダ上にスライダを介して分割方向に移動自在に設けられた複数の分割ダイスと、
これら分割ダイスを合体状態に付勢する付勢手段と、
前記分割ダイスの周囲に、該分割ダイスに対して軸方向に相対移動可能に配設された外側ダイスと、
合体状態の前記分割ダイスの前記ダイス孔に摺動自在に挿入され、前記ダイス孔内に充填された粉末を軸方向に圧縮する上パンチおよび下パンチと、
前記分割ダイスを、前記付勢手段の付勢力に抗して分割させて、圧縮成形された圧粉体を分割ダイス内から軸方向に抜き出し可能とする分割手段と
を備え、
前記分割手段は、前記外側ダイスに下方に延びる状態に設けられたカム部材であり、
前記外側ダイスが前記分割ダイスに対し下方に相対移動した際に前記各スライダ間に前記カム部材が入り込むことで、複数の分割ダイスが分割する構成であること
を特徴とする圧粉体成形金型装置。 A mold apparatus for compressing and molding green compacts of substantially drum-shaped sintered parts having a cylindrical outer peripheral surface and a small diameter constricted portion at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface,
It has a die hole that forms the shape of the outer peripheral surface of the green compact in the combined state, can be divided in a direction perpendicular to the axial direction, and is provided on the punch holder so as to be movable in the dividing direction via a slider. With multiple split dies,
An urging means for urging the divided dies into a combined state;
An outer die disposed around the split die so as to be movable relative to the split die in the axial direction;
An upper punch and a lower punch, which are slidably inserted into the die holes of the split dies in the combined state and compress the powder filled in the die holes in the axial direction;
The split die, by divided against the biasing force of the biasing means, e Bei and dividing means for enabling withdrawal axially compacted powder compact from the divided dies,
The dividing means is a cam member provided in a state extending downward in the outer die,
The compacting powder according to claim 1 , wherein when the outer die moves relative to the divided die downward, the cam member enters between the sliders to divide a plurality of divided dies. Body molding die equipment.
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