CN1974199A - 成形装置 - Google Patents

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CN1974199A
CN1974199A CNA2006101604930A CN200610160493A CN1974199A CN 1974199 A CN1974199 A CN 1974199A CN A2006101604930 A CNA2006101604930 A CN A2006101604930A CN 200610160493 A CN200610160493 A CN 200610160493A CN 1974199 A CN1974199 A CN 1974199A
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菊地贤
伊藤武
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Abstract

本发明提供一种即使在狭窄的空间也能够设置的成形装置。成形装置(1)具备控制装置(2)、下冲头部(10)、成形部(30)、上冲头部(40)、横冲头部(60)。下冲头部(10)具备第1－1伺服驱动装置(13)和第1－2伺服驱动装置(14)。第1－1伺服驱动装置(13)的第1斜面滑块组件(16)具有沿水平方向延伸的滚珠螺杆(16E)、斜面滑块(16F)、第2直动导向件(16H)、轴(16I)。伴随斜面滑块(16F)的水平方向的移动，轴(16I)在第2直动导向件(16H)上移动，并且沿铅直方向移动。第1一1冲头(18)经由第1斜面滑块组件(16)及第1冲头支承部(17)，被第1－1伺服电机(15)沿铅直方向伺服驱动。

Description

成形装置
技术领域
本发明涉及成形装置，尤其涉及以伺服电机为驱动源驱动冲头、冲模、送料器的成形装置。
背景技术
以往的成形装置具备：下冲头部，其具有第1伺服电机、第1滚珠螺杆及第1冲头；成形部，其具有冲模；和上冲头部，其具有第2伺服电机、第2滚珠螺杆及第2冲头。在第1伺服电机的下端设置有用于输出其驱动力的旋转轴，在旋转轴的下端同轴固定有第1齿轮。此外，在沿铅直方向延伸的第1滚珠螺杆的下端同轴固定有第2齿轮，在第1齿轮和第2齿轮上装配有用于将第1伺服电机的驱动力传递给第1滚珠螺杆的带。第1冲头设置在第1滚珠螺杆的上端，且构成为可从下方嵌入形成在冲模上的贯通孔。
在第2伺服电机的上端设置有用于输出其驱动力的旋转轴，在旋转轴的上端同轴固定有第3齿轮。此外，在沿铅直方向延伸的第2滚珠螺杆的上端同轴固定有第4齿轮，在第3齿轮和第4齿轮上装配有用于将第2伺服电机的驱动力传递给第2滚珠螺杆的带。第2冲头设置在第2滚珠螺杆的下端，且构成为可从上方嵌入形成在冲模上的贯通孔(例如，参照专利文献1)。而且，通过第1冲头及第2冲头的机械联动式压缩成形，进行粉末成形。
专利文献1：特许2657911号公报
但是，在以往的成形装置中，由于第1滚珠螺杆及第2滚珠螺杆设置为沿第1冲头及第2冲头的对置方向(压缩方向)延伸，所以成形装置的压缩方向的长度变长，只能在大的空间设置成形装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即使在狭窄空间也能够设置的成形装置。
为达到上述目的，本发明提供一种成形装置，其特征在于，具备：冲模，其具有贯通孔；第1冲头，其构成为可从冲模的该贯通孔的一开口侧嵌入贯通孔；第2冲头，其构成为与第1冲头对置，可从冲模的贯通孔的另一开口侧与贯通孔匹配，且通过与冲模和第1冲头的协作来形成粉体成形腔；第1伺服驱动装置，其具有第1伺服电机、和输出第1伺服电机的驱动力的第1输出轴，且用于向第1冲头和第2冲头的对置方向伺服驱动第1冲头；第2伺服驱动装置，其具有第2伺服电机、和输出第2伺服电机的驱动力的第2输出轴，且向对置方向伺服驱动第2冲头及冲模中的任一个。该成形装置在第1伺服驱动装置或第2伺服驱动装置中的至少一个上设置有斜面滑块，第1输出轴及第2输出轴中的至少一个沿与对置方向交叉的方向延伸，斜面滑块可与第1输出轴及第2输出轴中的至少一个的旋转连动而沿交叉的方向移动，通过斜面滑块的移动，第1冲头或第2冲头或冲模中的至少一个可向对置方向移动。
根据上述构成，由于第1输出轴及第2输出轴中的至少一个沿与对置方向交叉的方向延伸，斜面滑块可与第1输出轴及第2输出轴中的至少一个的旋转连动而沿交叉的方向移动，通过斜面滑块的移动，第1冲头或第2冲头或冲模中的至少一个可向对置方向移动，所以能够缩短第1冲头和第2冲头对置的方向上的成形装置的长度。因此，即使在狭窄的空间也能够设置成形装置。此外，由于伺服驱动各冲头，所以能够高精度地制造由成形装置成形的成形体。
此处，优选，第1冲头具备多个冲头，多个冲头分别由多个伺服驱动装置伺服驱动，多个伺服驱动装置中的至少一个具有斜面滑块。
根据上述构成，即使在狭窄的空间设置了具有由多个冲头构成的第1冲头的成形装置时，也能够通过斜面滑块可靠地驱动冲头。此外，由于各冲头被伺服驱动，所以能够高精度地成形压缩成形体。进而，通过多个冲头，能够成形复杂形状的压缩成形体。
进而，优选，在冲模上形成有与腔连通的销插通孔或粉体供给通路，在销插通孔中可滑动地设置有能够在腔内进出的孔形成用销，在粉体供给通路中可滑动地设置有用于向腔内供给规定量的粉体的供给销，还具备第3伺服驱动装置，该第3伺服驱动装置具有第3伺服电机、和输出该第3伺服电机的驱动力并沿与可滑动的方向交叉的方向延伸的第3输出轴，第3伺服驱动装置具有斜面滑块，该斜面滑块与第3输出轴的旋转连动而沿与可滑动的方向交叉的方向移动，孔形成用销或供给销可通过第3伺服驱动装置的斜面滑块的移动而沿可滑动的方向移动。
根据上述构成，由于除第1冲头及第2冲头之外，还具有孔形成用销，所以能够成形复杂形状的压缩成形体。此外，由于在通过成形装置成形介质过滤器的情况下，通过销插通孔在形成于与第1冲头和第2冲头的对置方向正交的方向上时与其它冲头的组合，能够形成大致L字状的连通孔，所以能够实现介质过滤器的小型化。进而，由于孔形成用销被伺服驱动，所以能够高精度地成形压缩成形体。此外，能够从粉体供给通路向腔内提供粉末。
(发明效果)
根据本发明的成形装置，即使在狭窄的空间也能够设置成形装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式的成形装置的概略图。
图2是本发明的实施方式的成形装置的滑动组件的剖面图。
图3(a)是表示本发明的实施方式的成形装置的粉末压缩成形动作的成形动作开始前的状态的图。
图3(b)是表示在图3(a)后，第1-1冲头及第1-2冲头下降，填充粉末的状态的图。
图3(c)是表示在图3(b)后，第2-1冲头及第2-2冲头下降，与粉末材料接触的状态的图。
图3(d)是表示在图3(c)后，在粉末材料4中插入第1-2冲头的状态的图。
图3(e)是表示在图3(d)后，将第1-2冲头的前端和第2-2冲头的前端的间隔保持为一定，同时使第1-2冲头及第2-2冲头下降到第3冲头可贯通于第2冲头贯通孔的位置的状态的图。
图3(f)是表示在图3(e)后，使第3冲头沿水平方向移动，使其前端贯通于第2冲头贯通孔的状态的图。
图3(g)是表示在图3(f)后，使第1-1冲头上升，使第2-1冲头及第2-2冲头下降，通过上下同时压缩来压缩成形粉末材料的状态的图。
图3(h)是表示在图3(g)后，解除由第1-1冲头及第2-1冲头施加给介质成形体的压力(用适度的低压力保持介质成形体)，从介质成形体拔出第3冲头的状态的图。
图3(i)是表示在图3(h)后，在用第1-1冲头及第2-1冲头以适度的压力保持介质成形体的状态下，使它们上升的状态的图。
图中：1-成形装置，10-下冲头部，15-第1-1伺服电机，16E-滚珠螺杆，16F-斜面滑块，18-第1-1冲头，19-第1-2伺服电机，20E-滚珠螺杆，20F-斜面滑块，21-第1-2冲头，30-成形部，31-冲模，31b-第4贯通孔，32-粉体成形腔，40-上冲头部，44-第2-1伺服电机，45-滚珠螺杆，47-第2-1冲头，48-第2-2伺服电机，49-滚珠螺杆，51-第2-2冲头，60-横冲头部，62-第3伺服电机，63E-滚珠螺杆，63F-斜面滑块，64-第3冲头。
具体实施方式
参照图1～图3(i)说明本发明的实施方式的成形装置。图1表示本实施方式的成形装置1的概略图。如图1所示，成形装置1具备：控制装置2、下冲头部10、位于下冲头部的铅直上方的成形部30、位于成形部30的铅直上方的上冲头部40、位于成形部30的侧方的横冲头部60。
下冲头部10具有固定在未图示的地面上的下支承部11，从此处沿铅直上方延伸设置有多个导向轴12。此外，在下支承部11上配置有第1-1伺服驱动装置13和第1-2伺服驱动装置14。第1-1伺服驱动装置13具备具有旋转轴15A(图2)的第1-1伺服电机15、和第1斜面滑块组件16。
关于第1斜面滑块组件16，参照图2详细说明。如图2所示，第1斜面滑块组件16具有框架16C，该框架16C形成有使旋转轴15A贯通的旋转轴贯通孔16a和轴贯通孔16b。在框架16C内的旋转轴贯通孔16a附近配置有联轴器16D，与旋转轴15A连结。此外，在联轴器16D连结的旋转轴15A的一侧的相反侧，设置有朝向框架16C的内方沿水平方向延伸的滚珠螺杆16E。经由联轴器16D，连结旋转轴15A和滚珠螺杆16E，从而将第1-1伺服电机15的驱动力传递给滚珠螺杆16E。
在滚珠螺杆16E上螺合有斜面滑块16F。因此，斜面滑块16F可与滚珠螺杆16E的旋转连动而沿滚珠螺杆16E移动。此外，在框架16C内部的下部设置有第1直动导向件16G。第1直动导向件16G具备第1导轨16G1、和一对第1滑动件16G2。第1导轨部16G1固定在框架16C上，与滚珠螺杆16E平行地延伸而设置。第1滑动件16G2可沿第1导轨部16G1的延伸方向滑动移动地安装在其上。而且，斜面滑块16F的下端与第1滑动部16G2连结。因此，第1直动导向件16G对斜面滑块16F的沿滚珠螺杆16E的移动进行导向。此外，斜面滑块16F的上部呈相对水平方向倾斜的形状，在该倾斜部上设置有第2直动导向件16H。第2直动导向件16H具备第2导轨16H1、和第2滑动件16H2。第2导轨16H1沿斜面滑块16F的倾斜面延伸而固定。第2滑动件16H2可沿第2导轨16H1的延伸方向滑动移动地安装在其上。
此外，在轴贯通孔16b内贯通有轴16I。在框架16C的形成有轴贯通孔16b的部分上设置有滑动轴承16J，该滑动轴承16J支承轴16I并确保其可在与框架16C垂直的方向上滑动移动。轴16I的下端与第2直动导向件16H的第2滑动件16H2连结。因而，随着斜面滑块16F的水平方向的移动，轴16I在第2直动导向件16H的第2导轨16H1上移动，并且沿铅直方向移动。
如图1所示，在轴16I的上端连接有可沿铅直方向移动地支承在导向轴12上的第1冲头支承部17。在第1冲头支承部17的上端配置有第1-1冲头18。在第1-1冲头18上形成有用于使后述的第1-2冲头21贯通的第1冲头贯通孔18a。此外，第1-1冲头18经由第1斜面滑块组件16及第1冲头支承部17，被第1-1伺服电机15沿铅直方向伺服驱动。
第1-2伺服驱动装置14具备与第1-1伺服驱动装置13的第1-1伺服电机15相当的第2-1伺服电机19、和与第1斜面滑块组件16相当的第2斜面滑块组件20。因此，滚珠螺杆20E相当于滚珠螺杆16E，斜面滑块20F相当于斜面滑块16F，第2直动导向件20H相当于第2直动导向件16H，轴20I相当于轴16I。此外，第2导轨20H1相当于第2导轨16H1，第2滑动件20H2相当于第2滑动件16H2。第1-2冲头21从轴20I的上端向上方延伸而设置，并贯通于第1冲头贯通孔18a。此外，在第1-2冲头21的上端部形成有用于使后述的第3冲头64贯通的第2冲头贯通孔21a。第1-2冲头21经由第2斜面滑块组件20，被第1-2伺服电机19沿铅直方向伺服驱动。
成形部30在第1-1冲头18的上方固定于导向轴12上，且具有冲模31，该冲模31具有第3贯通孔31a。第1-1冲头18构成为可从冲模31的下方嵌入第3贯通孔31a。此外，在冲模31上形成有用于使第3冲头64贯通的第4贯通孔31b。
上冲头部40位于成形装置1的上端，且具有在导向轴12的上端固定的上支承部41。在上支承部41的下部配置有第2-1伺服驱动装置42、和第2-2伺服驱动装置43。第2-1伺服驱动装置42具有第2-1伺服电机44、和从其下端沿铅直下方延伸的用于输出第2-1伺服电机44的驱动力的滚珠螺杆45。在滚珠螺杆45的下方配置有可沿铅直方向移动地支承在导向轴12上、且形成第1螺纹贯通孔46a的第2-1冲头支承部46。滚珠螺杆45贯通于第1螺纹贯通孔46a，两者螺合。因此，通过滚珠螺杆45的旋转，第2-1冲头支承部46沿铅直方向移动。此外，在第2-1冲头支承部46的下端连接有第2-1冲头47，在第2-1冲头47上形成有用于使后述的第2-2冲头51贯通的第4冲头贯通孔47a。第2-1冲头47经由滚珠螺杆45及第2-1冲头支承部46，被第2-1伺服电机44沿铅直方向伺服驱动。此外，第2-1冲头47构成为可从冲模31的上方侧嵌入第3贯通孔31a，通过与第1-1冲头18和冲模31的协作，来形成粉体成形腔32。
第2-2伺服驱动装置43具有第2-2伺服电机48、和从其下端沿铅直方向延伸并用于输出第2-2伺服电机48的驱动力的滚珠螺杆49。在滚珠螺杆49的下方配置有形成有第2螺杆贯通孔50a的第2-2冲头支承部50。滚珠螺杆49贯通于第2螺杆贯通孔50a，两者螺合。因此，通过滚珠螺杆49的旋转，第2-2冲头支承部50沿铅直方向移动。此外，在第2-2冲头支承部50的下端连接有第2-2冲头51，所述第2-2冲头51向下方延伸并贯通于第4冲头贯通孔47a。因此，第2-2冲头51经由滚珠螺杆49及2-2冲头支承部50，被第2-2伺服电机48沿铅直方向伺服驱动。
横冲头部60具有第3伺服驱动装置61，第3伺服驱动装置61具备：与第1-1伺服驱动装置13的第1-1伺服电机15相当的第3伺服电机62、和与第1斜面滑块组件16相当的第3斜面滑块组件63。因此，滚珠螺杆63E相当于滚珠螺杆16E，斜面滑块63F相当于斜面滑块16F，第2直动导向件63H相当于第2直动导向件16H，轴63I相当于轴16I。此外，第2导轨63H1相当于第2导轨16H1，第2滑动件63H2相当于第2滑动件16H2。
此外，第3伺服驱动装置61与第1-1伺服驱动装置13不同，构成为第3斜面滑块组件63位于第3伺服电机62的下方。因此，由于滚珠螺杆63E沿铅直方向移动，所以随着斜面滑块63F的铅直方向的移动，轴63I沿第2直动导向件63H移动，并且沿水平方向移动。第3冲头64沿水平方向延伸而设置在轴63I的前端，并贯通于上述的第4贯通孔31b。此外，第3冲头64经由第3斜面滑块组件63，被第3伺服电机62沿水平方向伺服驱动，构成为可在粉体成形腔32内进出。而且，第3冲头64当突出到粉体成形腔32内时，构成为可贯通于第2冲头贯通孔21a。
控制装置2经由配线3分别连接第1-1伺服电机15、第1-2伺服电机19、第2-1伺服电机44、第2-2伺服电机48、及第3伺服电机62，控制各电机的驱动。
接着，参照图3(a)～(i)说明通过成形装置1成形介质过滤器的粉末压缩成形动作。另外，在图3(a)～(i)中，省略了第1-1伺服驱动装置13、第2-1伺服驱动装置42及第2-2伺服电机48的图示。图3(a)表示成形装置1的成形动作开始前的状态。如上所述，冲模31由于固定在导向轴12(图1)上，所以不沿铅直方向移动。从该状态，如图3(b)所示，通过第1-1伺服驱动装置13及第1-2伺服驱动装置14的伺服驱动使第1-1冲头18及第1-2冲头21下降，并在通过第1-1冲头18、第1-2冲头21及冲模31形成的杯状的凹部空间33内填充由介质材料构成的粉末材料4。
接着，如图3(c)所示，通过第2-1伺服驱动装置42及第2-2伺服驱动装置43的伺服驱动使第2-1冲头47及第2-2冲头51下降到与粉末材料4接触。接着，如图3(d)所示，将第1-2冲头21插入粉体材料4中，使得在铅直方向上第2冲头贯通孔21a到达高于第3冲头64的位置。
接着，如图3(e)所示，将第1-2冲头21的前端和第2-2冲头51的前端的间隔保持为一定，同时使第1-2冲头21及第2-2冲头51下降到第3冲头64可贯通于第2冲头贯通孔21a的位置。这是为了使成形时的位于第1-2冲头21的铅直上方的粉末材料4的压缩比率、和第1-2冲头21的铅直上方以外的周围部的压缩比率相等而进行的，以防止在成形后、烧结时因压缩比率的差所导致的收缩率的差而产生成形体的变形或裂纹。
接着，如图3(f)所示，通过第3伺服驱动装置61的伺服驱动使第3冲头64沿水平方向移动，使其前端贯通于第2冲头贯通孔21a。然后，如图3(g)所示，使第1-1冲头18上升，使第2-1冲头47及第2-2冲头51下降，利用上下同时压缩压缩成形粉末材料4。因此，粉末材料4作为介质成形体5而成形。然后，如图3(h)所示，解除通过第1-1冲头18及第2-1冲头47施加给介质成形体5的压力(以适度的低压力保持介质成形体5)，从介质成形体5拔出第3冲头64。接着，如图3(i)所示，在用第1-1冲头18及第2-1冲头47以适度的压力保持介质成形体5的状态下，使它们上升，从冲模31推出。然后，通过分别从介质成形体5拔出第1-2冲头21及第2-2冲头51，能够得到具有大致L字状的连通孔的介质成形体5。
如上所述，在成形装置1的下冲头部10上设置有沿水平方向延伸的滚珠螺杆16E及滚珠螺杆20E，斜面滑块16F及斜面滑块20F设置为可与滚珠螺杆16E及滚珠螺杆20E的旋转连动而沿水平方向移动。而且，由于通过斜面滑块16F及斜面滑块20F的移动，第1-1冲头18及第1-2冲头21被设置成可沿铅直方向移动，所以能够缩短成形装置1的铅直方向的长度。因此，即使在狭窄的空间也能够设置成形装置1。此外，由于第1-1冲头18、第1-2冲头21、第2-1冲头47及第2-2冲头51分别由第1-1伺服电机15、第2-1伺服电机19、第2-1伺服电机44及第2-2伺服电机48伺服驱动，所以能够高精度地成形介质成形体5。
此外，在下冲头部10上设置有第1-1冲头18及第1-2冲头21，各自经由第1斜面滑块组件16或第2斜面滑块组件20，被第1-1伺服电机15或第1-2伺服电机19伺服驱动。即使在将成形装置1设置在狭窄的空间的情况下，也能够可靠地驱动第1-1冲头18及第1-2冲头21。此外，通过第1-1冲头18、第1-2冲头21、第2-1冲头47及第2-2冲头51，能够成形复杂形状的压缩成形品。此外，本实施方式的成形装置1由于除可沿铅直方向移动的第1-1冲头18以外，还具有可沿水平方向移动的第3冲头64，所以能够形成更复杂形状的压缩成形品。此外，在成形介质过滤器的情况下，由于能够通过第1-1冲头18和第3冲头64的组合形成大致L字状的连通孔，所以能够实现介质过滤器的小型化。此外，由于第3冲头64被第3伺服电机伺服驱动，所以能够高精度地成形介质成形体5。
另外，本发明的实施方式的成形装置1并也不限定于上述的实施方式，可在权利要求范围所述的范围内进行各种变形或改进。例如，在本实施方式中，采用了将冲模31固定在导向轴12上，并利用第1-1冲头18及第2-1冲头47进行加压的机械联动式成形法，但也可以采用抽出(withdrawal)法，即固定第1-1冲头18，可沿导向轴12移动地设置冲模31，使第2-1冲头47及冲模31下降，从而机械联动式成形。
此外，也可以是如下的构成：采用与第1斜面滑块组件16相同的滑动组件，沿铅直方向伺服驱动第2-1冲头47及第2-2冲头51。根据该构成，能够使成形装置1的铅直方向的长度更短。此外，为了使第3冲头64能够在粉体成形腔32中进出，而采用了第4贯通孔31b，但也可以作为用于向粉体成形腔32内供给粉末材料的粉体供给通路而使用。根据该构成，能够从粉体供给通路向粉体成形腔32内供给粉末。

Claims (3)

1.一种成形装置，其特征在于，具备：
冲模，其具有贯通孔；
第1冲头，其构成为可从该冲模的该贯通孔的一开口侧嵌入该贯通孔；
第2冲头，其构成为与该第1冲头对置，可从该冲模的该贯通孔的另一开口侧与该贯通孔匹配，且通过与该冲模和该第1冲头的协作来形成粉体成形腔；
第1伺服驱动装置，其具有第1伺服电机、和输出该第1伺服电机的驱动力的第1输出轴，且用于向该第1冲头和该第2冲头的对置方向伺服驱动该第1冲头；
第2伺服驱动装置，其具有第2伺服电机、和输出该第2伺服电机的驱动力的第2输出轴，且向该对置方向伺服驱动该第2冲头及该冲模中的任一个，
在该第1伺服驱动装置或该第2伺服驱动装置中的至少一个上设置有斜面滑块，
该第1输出轴及该第2输出轴中的至少一个沿与该对置方向交叉的方向延伸，该斜面滑块可与该第1输出轴及该第2输出轴中的该至少一个的旋转连动而沿该交叉的方向移动，通过该斜面滑块的移动，该第1冲头或该第2冲头或该冲模中的至少一个可向该对置方向移动。
2.如权利要求1所述的成形装置，其特征在于，该第1冲头具备多个冲头，该多个冲头分别由多个伺服驱动装置伺服驱动，该多个伺服驱动装置中的至少一个具有斜面滑块。
3.如权利要求1及2中的任一项所述的成形装置，其特征在于，
在该冲模上形成有与该腔连通的销插通孔或粉体供给通路，在该销插通孔中可滑动地设置有能够在该腔内进出的孔形成用销，在该粉体供给通路中可滑动地设置有用于向该腔内供给规定量的粉体的供给销，
还具备第3伺服驱动装置，该第3伺服驱动装置具有第3伺服电机、和输出该第3伺服电机的驱动力并沿与该可滑动的方向交叉的方向延伸的第3输出轴，
该第3伺服驱动装置具有斜面滑块，该斜面滑块与该第3输出轴的旋转连动而沿与该可滑动的方向交叉的方向移动，
该孔形成用销或该供给销可通过该第3伺服驱动装置的该斜面滑块的移动而沿该可滑动的方向移动。
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