CN1178148A - 压粉体及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

压粉体18具有扁平的圆盘形本体19和从该本体19突出的短柱状突起20。在使短柱状突起20朝上地成型压粉体18时,进行在模具孔28内充填原料粉P的工序以及用上、下部冲头31、29压缩原料粉P的工序,在此压缩工序中,进行圆盘形本体19的成型,同时产生原料粉从模具孔28内的本体成型区A经过本体侧一半的成型区C向前端侧一半的成型区B的流动,接着就进行短柱状突起20的成型。

Description

压粉体及其成形方法
本发明涉及压粉体，特别是具有扁平的本体和从其本体的一个平面侧突出的短柱状突起的压粉体及其形成方法。
过去，作为这种压粉体，已经知道的有多盘式离合器上的第一从动烧结齿轮用的坯料。
在此场合下，压粉体的本体外圆周对应于第一从动烧结齿轮的轮齿形成部分，而短柱状突起则做成中空状，对应于的第一从动烧结齿轮的轮毂。还有，短柱状突起的外径在其轴线方向的大致全长范围内相等。
对于前述压粉体，为了将短柱状突起的密度提高到所要求的水平，则例如如实公平7-26072号公报中所示的那样，使其短柱状突起朝下地进行成形。
但是，根据上述成形方法，在成形以后将压粉体送至烧结炉的场合，应防止短柱状突起破损，必须将压粉体反转，使其短柱状突起朝上，因此产生工序增加的问题。
为了避免这一问题，虽可以使短柱状突起朝上地成形压粉体，但是，在如前所述的短柱状突起的外径在其轴线方向的大致全长范围内相等的场合，在原料粉的压缩过程中，不可能充分地向模具孔中的短柱状突起成形区供给原料粉，其结果为，不可能将短柱状突起的密度提高到所要求的水平。
本发明的目的在于提供一种压粉体，它具有这样一种形状，即在成形时可以使短柱状突起朝上，而且可将该短柱状突起的密度提高到所要求的水平。
为了达到上述目的，本发明提供一种压粉体，该压粉体具有扁平的本体和从该本体的一个平面侧突出的短柱状突起；其中，前述短柱状突起由本体侧的一半和与该本体侧的一半相连的前端侧的一半组成，位于与前述短柱状突起的轴线交叉的平面内的前述本体侧的一半的截面积随着远离前述本体而减少，而在前述平面内的前述前端侧的一半的截面积则在其轴线方向为一定。
做成这样的结构以后，在采用使短柱状突起朝上的成形法的场合，由于在模具孔内的本体侧一半的成形区的与本体成形区相连的开口部分的截面积变大，而且，构成本体侧一半的成形区的斜面起着导向作用，因此，在原料粉的压缩过程，出现原料粉从本体成形区经过本体侧一半的成形区向前端侧一半的成形区的流动，由此，在前端侧一半的成形区和本体侧一半的成形区，原料粉的供应充足，可以将短柱状突起的密度提高到所要求的水平。
还有，本发明的目的在于提供一种前述的成形方法，该方法在使前述压粉体的短柱状突起朝上地成形前述压粉体的同时，能将其短柱状突起的密度提高到所要求的水平。
为了达到前述目的，本发明提供一种压粉体的成形方法，它采用了具有模具、可在其模具孔中自由滑动的下部冲头，对着前述下部冲头并可在前述模具孔中自由滑动的上部冲头的压模，并进行在前述模具孔内充填原料粉的工序和用前述上、下部冲头压缩前述原料粉的工序；该压缩工序包括2个阶段，在第1阶段，进行前述本体的成形，并出现原料粉从前述模具孔内的本体成形区经过本体侧一半的成形区向前端侧一半的成形区的流动，在第2阶段，进行前述短柱状突起的成形。
根据前述方法，在压缩过程中，由于向模具孔内的前端侧一半的成形区及本体侧一半的成形区充足地供应原料粉，而且在本体成形之后才进行短柱状突起的成形，故存在于本体侧一半的成形区及前端侧一半的成形区中的原料粉不会向本体成形区倒流，而且，与前端侧一半的前述截面积不变相适应，在其成形区中，压缩力只沿轴线方向传播，由此，可以得到将短柱状突起的密度提高到所要求的水平的压粉体。
还有，此压粉体由于其短柱状突起在成形后是朝上的，因此在脱模后，可以按原样的姿势直接移到输送带上进行输送，不需要翻转压粉体的工序。
还有，本发明的目的在于提供一种前述的成形方法，它可使压粉体的中空短柱状突起朝上地成形压粉体，并能将该短柱状突起的密度较前述场合作进一步的提高。
为了达到上述目的，本发明提供一种压粉体成形方法，该压粉体具有扁平的本体和从该本体的一个平面侧突出的中空短柱状突起，而前述短柱状突起则由本体侧的一半和与该本体侧的一半相连的前端侧的一半组成，位于与前述短柱状突起的轴线交叉的平面内的、前述本体侧的一半的截面积随着远离前述本体而减少，而在前述平面内的前述前端侧的一半的截面积则在其轴线方向方向为一定；在使前述短柱状突起朝上地成形压粉体的时候，采用了具有模具、在该模具孔内设置的芯子、可在前述芯子及前述模具孔内自由滑动的下部冲头、对着前述下部冲头而且可在前述芯子上和前述模具孔内白由滑动的上部冲头的压模，并进行在前述模具孔内充填原料粉的工序和用前述上、下部冲头压缩前述原料粉的工序；此压缩工序包括2个阶段，在第1个阶段，一边使前述模具及上、下部的冲头下降，并且采用将前述芯子固定的移动方式，同时，使前述下部冲头的可在前述芯子上自由滑动的下部内侧冲头进行压缩动作，一边在进行前述本体的成形，同时，产生原料粉从前述模具孔内的本体成形区经过本体侧一半的成形区向前端侧一半的成形区的流动，在第2阶段，采用前述移动方式进行前述短柱状突起的成形。
在第一阶段中，如果采用前面所说的那种移动方式，则在模具孔内，由于从本体成形区压出、在芯子外周面上密着、同时在其近旁高密度化的原料粉块在接近本体侧一半的成形区和前端侧一半的成形区域的同时，解除前述块与芯子的密着，而且用下部内侧的冲头将前述块送向该区域，同时，出现与前述相同的原料粉流动，因此，增加了供向该区域的原料粉供给量。
还有，由于在第二阶段也采用了前述移动方式，故在前端侧一半的成形区与本体侧一半的成形区，产生原料粉的流动，压缩力可充分传播到该全部原料粉上。
由此，中空短柱状突起的密度要比不采用前述移动方式的场合高。
对于采用使模具与上、下部冲头固定，而使芯子上升的移动方式或是使模具与上、下部冲头下降，而使芯子上升的移动方式的场合，也可以这样说。
对附图简单说明如下：
图1为离合器外体与第一从动烧结齿轮的组合体的剖视图。
图2为压粉体的平面图。
图3为沿图2的3-3线的剖视图。
图4为说明图，示出了在第一法的模具孔内充填原料粉的状态。
图5为第一法的压缩过程初期的说明图。
图6为第一法的压缩过程中期的说明图。
图7为第一法的压粉体本体在成形时的说明图。
图8为第一法的压粉体的短柱状突起在成形时的说明图。
图9为第一法的压粉体在脱模时的说明图。
图10为第二法的压粉体本体在成形时的说明图。
图11为第二法的压粉体的短柱状突起在成形时的说明图。
在图1所示的多盘式离合器的离合器外体1与第一从动烧结齿轮2的组合体中，第一从动烧结齿轮2由做成扁平的圆盘形齿轮本体3与存在于其中心部分的轮毂4组成。齿轮本体3具有与轮毂4成一体的圆形薄内部分5和在其外圆上制备多个轮齿6的环状厚壁部分7，在其圆形薄内部分5上形成多个椭圆形孔8和多个方形孔9。在各椭圆形孔8中，插入离合器外体1的突出部分10，通过穿过该突出部分10的铆钉11和在此铆钉11上固定的压板12，将第一从动齿轮2组装在离合器外体1上。在各方形孔9内接纳减震弹簧13，此减震弹簧13用压板12与离合器外体1保持。在轮毂4中，通过滚针轴承14插入图中未示出的变速箱输入轴。还有，在齿轮本体3与离合器外体1间，配置有摩擦弹簧15。
轮毂4由从齿轮本体3的一个平面侧突出的轮毂主体部分16与从另一个平面侧突出的环状凸起部分17组成。轮毂主体部分16比齿轮本体上的环状厚壁部分7的一个端面更向外突出，而环状凸起部分17的端面则与环状厚壁部分7的另一个端面位于同一个假想平面中。
图2和3示出了作为第一从动烧结齿轮2的坯料的压粉体18。此压粉体18具有与齿轮本体3对应的扁平的而且做成圆盘形的本体19、从此圆盘形本体19的一个平面侧突出而且与轮毂主体部16对应的中空短柱状突起20、和从本体19的另一平面侧突出而且与轮毂4的环状凸起部分17对应的环状凸起部分21。圆盘形本体19具有与第一从动烧结齿轮2的圆形薄壁部分5对应的圆形薄壁部分22和与该齿轮2的环状厚壁部分7对应的环状厚壁部分23。此圆形薄壁部分22在压粉体成形时形成前述各椭圆形孔8及各方形孔9，短柱状突起20比环状厚壁部分23的一个端面更向外突出，而环状凸起部分21的端面则与环状厚壁部分23的另一端面位于同一个假想平面中。
短柱状突起20由本体侧的一半24和与该本体侧的一半24相连的前端侧的一半25组成。在与短柱状突起20的轴线交叉的平面内的本体侧的一半24的截面积随着远离圆盘形本体19而减小，也就是，在实施例中，本体侧的一半24做成中空的圆锥台形。另外，在前述平面内的前端侧的一半25的截面积沿其轴线方向为一定，也就是，在实施例中，前端侧的一半25为中空的圆柱形。
前述压粉体18由于要以其短柱状突起20朝上的样子成形并必须将短柱状突起20的密度提高到所要求的水平，因此，本体侧的一半24的锥角θ希望为10°≤θ≤50°，还有，在将本体侧的一半24的轴线方向的长度做成a、前端侧的一半25的轴线方向的长度做成b时，其比值a/b希望为0.8≤a/b≤1.3。前述锥角θ最好为θ＝15°，还有，前述比值a/b最好为1≤a/b≤1.1。
还有，在压粉体18中，在将圆盘形本体19的外径设为c、圆柱形前端侧的一半25的外径设为d时，其比例d/c希望为0.25≤c/d≤0.35。也就是说，要求压粉体18保持这样的形态。
在图4中，用于成形压粉体18的压模26具有可自由升降的模具27、在其模具孔28的中心固定的芯子32、可在此芯子32及模具孔28之间自由滑动地嵌合并可自由升降的下部冲头29，以及对着下部冲头29而且可在芯子32与模具孔28之间自由滑动地嵌合并可自由升降的上部冲头31。
下部冲头29由可在模具孔28内自由滑动地嵌合的中空圆柱形下部外侧冲头33，位于此下部外侧冲头33内侧的中空圆柱形下部中间冲头34，以及在此下部中间冲头34内侧的、可在芯子32上自由滑动的中空圆柱形下部内侧冲头35组成。
上部冲头31由可在模具孔28内自由滑动地嵌合的中空圆柱形上部外侧冲头37、位于此上部外侧冲头37内侧的中空圆柱形上部中间冲头38，以及在此上部中间冲头38内侧的、可在芯子32上自由滑动地嵌合的中空圆柱形上部内侧冲头39组成。
上、下部外侧冲头37、33主要有助于压粉体18的环状厚壁部分23的成形，上、下部中间冲头38、34主要有助于压粉体18的圆形薄壁部分22的成形，而上、下部内侧冲头39、38则主要有助于压粉体18的短柱状突起20与环状凸起部分21的成形。
在上部中间冲头38的下端开口部的内周缘上，与短柱状突起20的本体侧的一半24相对应，做成圆锥台形的凹部40、
在压粉体18成形时，实施了下面的第一法。
(a)如图4所示，在下部冲头29中，按下部中间冲头34、下部外侧冲头33、下部内侧冲头35的顺序使其下降位置变低地将其冲头33～35保持在各自的位置上，同时使模具27的上面27a与芯子32的上端面32a一致，保持在基准位置R上。
(b)如图5所示，在上部冲头31中，按上部内侧冲头39、上部外侧冲头37、上部中间冲头38的顺序使其下降位置变低地进行设定，将上部外侧冲头37嵌合在模具孔28中，同时将上部内侧冲头39嵌合在芯子32上，开始原料粉P的压缩。
(c)如图6所示，保持上部内侧冲头39处于压缩动作停止状态，使上部外侧冲头37与上部中间冲头38进行压缩动作，而且使下部内侧冲头35进行压缩动作。
在模具孔28中，在上、下部外侧冲头37、33之间及上、下部中间冲头38、34之间，为本体成形区A。在模具孔28内的上、下部内侧冲头39、35之间，凹部40的上侧为短柱状突起20的前端侧一半的成形区B，而凹部40以内则为本体侧一半的成形区C，还有，本体成形区A的下侧为环状凸起部成形区D。
在此场合，由于本体侧一半的成形区C的与本体成形区A相连的开口部分e的截面积变大，而且，构成本体侧一半的成形区的斜面f起着导向作用，因此，在如前面那样用上、下部外侧冲头37、33，上、下部中间冲头38、34和下部内侧冲头35压缩原料粉P的过程中，如箭头所示，分别出现原料粉P从本体成形区A经过本体侧一半的成形区C向前端侧一半的成形区B流动以及从环状凸起部成形区D向本体侧一半的成形区C的流动。
(d)如图7所示，使上部外侧、上部中间冲头37、38和下部外侧、下部中间冲头33、34进行压缩动作，完成圆盘形本体19的成形。在此场合，虽然量少，但出现与前述相同的原料粉P的流动。这样一来，可以使向前端部一半的成形区B与本体侧一半的成形区C的原料粉P的供应充分。
(e)如图8所示，保持上部外侧、下部外侧冲头37、33及上部中间、下部中间冲头38、34处于压缩动作停止状态，使上部内侧冲头39及下部内侧冲头35进行压缩动作，进行短柱状突起20及环状凸起部分21的成形，由此，压粉体18的成形结束。
在前述的压缩过程中，由于充分地向前端侧一半的成形区B和本体侧一半的成形区C供应原料粉P，而且，在圆盘形本体19成形后进行短柱状突起20和环状凸起部分21的成形，故存在于本体侧一半的成形区C与前端侧一半的成形区B中的原料粉P不会向本体成形区A倒流，而且，与前端侧一半的成形区B的前述截面积不变相适应，在该成形区B中，压缩力只沿轴线方向传播，由此，可以得到将短柱状突起20和环状凸起部分21的密度提高到所要求的水平的压粉体18。
(f)在使上部冲头31朝模具27的上方上升以后，如图9所示，使下部冲头29上升至基准位置R，然后将压粉体18移至通向烧结炉的输送带上。
由于压粉体18在成形后，其短柱状突起20是朝上的，故在上述脱模后，可以按原样的姿势直接移到输送带上，因此，不需要压粉体18的反转工序。
图10、11示出了压粉体成形的第二法。
在此第二法中，在图6所示的前述工序(c)的后面，如图10所示，实施在采用芯子32固定的条件下，使模具27及上、下部冲头31、29下降的移动方式的同时，使下部内侧冲头35进行压缩动作，并且使上、下部外侧冲头37、33及上、下部中间冲头38、34进行压缩动作，以进行圆盘形本体19成形的第一阶段。
在第一阶段中，如果采用前述那种移动方式，则如图6所示，在模具孔28内，由于从本体成形区A压出、在芯子32外周面上密着、同时在其近旁高密度化的原料粉P的块Pa，如图10所示，在接近本体侧一半的成形区C和前端侧一半的成形区B的同时，解除前述块Pa与芯子32的密着，而且用下部内侧冲头35将前述块Pa送往该区域C、B，同时，出现与前述相同的原料粉P的流动，因此，增加了供向该区域C、B的原料粉P的供给量。
以后，如图11所示，保持上、下部外侧冲头37、33和上、下部中间冲头38、34处于压缩动作停止状态，同时在采用前述移动方式的情况下，使上部内侧冲头39与下部内侧冲头35进行压缩动作，进行短柱状突起20及环状凸起部分21的成形，由此，压粉体18的成形结束。
这样，由于在第二阶段也采用了前述移动方式，故在前端侧一半的成形区B与本体侧一半的成形区C产生原料粉P的流动，压缩力可充分地传播到该全部原料粉P上。
由此，中空短柱状突起的密度要比不采用前述移动方式的场合高。
下面说明有关的具体例子。
在3压粉体18中，分别设定本体侧的一半24的锥角θ为θ＝22°，本体侧的一半24的轴线方向的长度a为a＝9mm，前端侧的一半25的轴线方向的长度b为b＝8mm，圆盘形本体19的外径c为c＝154.4mm，前端侧的一半25的外径d为d＝45mm。因此，θ＝22°满足前述10°≤θ≤50°，a/b≈1.1满足前述0.8≤a/b≤1.3，d/c≈0.29满足前述0.25≤c/d≤0.35。
为了成形前述压粉体18，采用了在纯Fe粉(神户制钢社制，牌子300M)加入C、Cu及Ni的钢成分的原料粉，根据前述图4～8中所示的第一法及采用图10、11的手段的第二法得到压粉体18的实施例1及实施例2。在此场合，设定压粉体的整个成形压力为600t/cm2。
为了比较起见，在上部中间冲头38没有凹部40而其它均与前述第一法相同的条件下，得到压粉体比较例。
下面，检查实施例1、2与比较例中的短柱状突起20的密度，得到表1的结果。
                         表1
    压粉体   成形法 短柱状突起的密度(g/cm3)
    实施例1   第一法     6.5～6.7
    实施例2   第二法     6.7～6.8
    比较例   第一法(无凹部)     6.0～6.3
由表1可以了解，与比较例相比，实施例1、2中的短柱状突起20的密度较高。还有，将实施例1与2相比，实施例2的短柱状突起20的密度较高，因此，在力求短柱状突起20的密度高这一方面，第二法比第一法优越。
还有，在压粉体18成形的同时，还可能在压粉体18的环状厚壁部分23上成形齿形部分。还有，本发明也可适用于短柱状突起20为棱柱体的场合。
根据本发明，可以提供一种压粉体，它通过如前所述的构造，可在成形时使短柱状突起朝上，而且能将该短柱状突起的密度提高到所要求的水平。
另外，根据本发明，还可以提供一种容易得到前述压粉体的成形方法。
另外，根据本发明，还可以提供一种能得到将短柱状突起的密度进一步提高的压粉体的成形方法。

Claims (8)

1.一种压粉体，该压粉体(18)具有扁平的本体(19)和从该本体(19)的一个平面侧突出的短柱状突起(20)，其特征在于：前述短柱状突起(20)由本体侧的一半(24)和与该本体侧的一半(24)相连的前端侧的一半(25)组成，位于与前述短柱状突起(20)的轴线交叉的平面内的前述本体侧的一半(24)的截面积随着远离前述本体(19)而减少，而在前述平面内的前述前端侧的一半(25)的截面积则在其轴线方向为一定。
2.如权利要求1所述的压粉体，其前述本体侧的一半(24)做成圆锥台形，其锥角θ为10°≤θ≤50°。
3.如权利要求1或2所述的压粉体，在前述本体侧的一半(24)沿轴线方向的长度为a、前述前端侧的一半(25)沿轴线方向的长度为b时，其比值a/b为0.8≤a/b≤1.3。
4.如权利要求1、2或3所述的压粉体，其前述本体(19)做成圆盘形，前述前端侧的一半(25)在前述平面内的截面为圆形，在前述本体(19)的外径为c、前述前端侧的一半(25)的外径为d时，其比值d/c为0.25≤c/d≤0.35。
5.如权利要求1、2、3或4所述的压粉体，它是齿轮用坯料。
6.一种压粉体的成形方法，其特征在于：该压粉体(18)具有扁平的本体(19)和从该本体(19)的一个平面侧突出的短柱状突起(20)，前述短柱状突起(20)由本体侧(20)的一半(24)和与该本体侧的一半(24)相连的前端侧的一半(25)组成，位于与前述短柱状突起(20)的轴线交叉的平面内的前述本体侧的一半(24)的截面积随着远离前述本体(19)而减少，而在前述平面内的前述前端侧的一半(25)的截面积则在其轴线方向为一定；在使前述短柱状突起(20)朝上地成形压粉体(18)的时候，采用具有模具(27)、可在该模具孔(28)内自由滑动的下部冲头(29)、对着前述下部冲头(29)而且可在前述模具孔(28)内自由滑动的上部冲头(31)的压模(26)，并进行在前述模具孔(28)内充填原料粉(P)的工序和用前述上、下部冲头(31、29)压缩前述原料粉(P)的工序；此压缩工序包括2个阶段，在第1阶段，进行前述本体(19)的成形，同时，产生原料粉(P)从前述模具孔(28)内的本体成形区(A)经过本体侧一半的成形区(C)向前端侧一半的成形区(B)的流动，在第2阶段，进行前述短柱状突起(20)的成形。
7.一种压粉体的成形方法，其特征在于：该压粉体(18)具有扁平的本体(19)和从该本体(19)的一个平面侧突出的中空短柱状突起(20)，前述短柱状突起(20)由本体侧的一半(24)和与该本体侧的一半(24)相连的前端侧的一半(25)组成，位于与前述短柱状突起(20)的轴线交叉的平面内的前述本体侧的一半(24)的截面积随着远离前述本体(19)而减少，而在前述平面内的前述前端侧的一半(25)的截面积则在其轴线方向为一定；在使前述短柱状突起(20)朝上地成形压粉体(18)的时候，采用具有模具(27)、在该模具孔(28)内设置的芯子(32)、可在前述芯子(32)上及前述模具孔(28)内自由滑动的下部冲头(29)、对着前述下部冲头(29)而且在前述芯子(32)上及前述模具孔(28)内自由滑动的上部冲头(31)的压模(26)，并进行在前述模具孔(28)内充填原料粉(P)的工序和用前述上、下部冲头(31、29)压缩前述原料粉(P)的工序；此压缩工序包括2个阶段，在第1阶段，一边使前述模具(27)及上、下部冲头(31、29)下降，并且采用将前述芯子(32)固定的移动方式，同时使前述下部冲头(29)的可在前述芯子(32)上自由滑动的下部内侧冲头(35)进行压缩动作，一边进行前述本体(19)的成形，同时，产生原料粉(P)从前述模具孔(28)内的本体成形区(A)经过本体侧一半的成形区(C)向前端侧一半的成形区(B)流动，在第2阶段，采用前述移动方式进行前述短柱状突起(20)的成形。
8.如权利要求7所述的压粉体成形方法，它在前述第1阶段中，采用使前述模具(27)及上、下部冲头(31、29)固定，并使前述芯子(32)上升的移动方式或使前述模具(27)及上、下部冲头(31、29)下降，而使前述芯子(32)上升的移动方式。
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