JP2006022366A - 段付穴の成形方法及びその方法で成形して製造された段付穴を有する焼結部品 - Google Patents

Abstract

【課題】上側が大径、下側が小径となる段付穴を、その穴の段部に欠陥を生じさせずに粉末成形時にコアで成形して付与することができる段付穴の成形方法を提供する。
【解決手段】粉末成形装置のダイ１１に上方から段付コア５を挿入し、その段付コア５として大径部５ａと小径部５ｂとの間の段部が下細りのテーパ面５ｃで形成されたコアを使用し、焼結部品製造時の原料圧粉成形工程において、段付コア５で成形体に上側が大径、下側が小径の段付穴をコアで成形して付与するようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、粉末成形装置のダイに上方から段付コアを挿入し、その段付コアで原料粉末の圧粉時に成形体に健全な段付穴を付与することを可能ならしめる段付穴の成形方法と、その方法で成形して製造された段付穴を有する焼結部品に関する。

既知の焼結部品の中に、図５に示すようなものがある。例示の焼結部品２１は、動力伝達系に使用されるものであって段付ピン（図示せず）を組み込む段付穴２２を有している。また、一端に凹部２３を、中心に軸穴２４を、それぞれ有している。なお、段付穴２２は、凹部２３を設置する側、即ち端面２１ａ側が小径の穴になっている。

焼結部品製造時の原料の圧粉成形工程では、一般にコアを下側からダイ内部に取付け、そのコアで部品に設ける穴を成形する方法が採られ、この場合には、成形後のコアの引き抜きを可能ならしめるために段付穴２２を成形するときに上になる側が小径、下になる側が大径となる向きにする必要がある。

しかしながら、焼結部品２１の一端面２１ａに図示の如き凹部２３や溝を備える場合には、得られる成形体の密度の均一化を図るために端面２１ａを下にし、軸方向相対位置を調整できる分割下パンチで端面２１ａと凹部２３をそれぞれに成形する必要があり、その制約のために、段付穴２２を、図６に示すように、上になる側が大径、下になる側が小径となる穴にしなければならないケースが生じてくる。

その上側が大径、下側が小径の段付穴２２は、焼結後の部品に機械加工して設けることもできるが、機械加工した穴に比べると段付コアで成形加工した穴の方が生産性に優れ、コストも安くつく。

上側が大径、下側が小径の段付穴を粉末成形時に段付コアで成形して設ける場合には、脱型時のコアの引き抜きのために段付コアをダイに上から挿入する必要がある。

図５の焼結部品２１などに設ける段付穴２２は、図６に示すように、大径部２２ａと小径部２２ｂの段部Ａのコーナが直角になった穴にしている。その段付穴２２を図７に示すような形状の段付コア２５とこれに突き合わせるダミーコア２６を用いて成形すると、上パンチ１２に加圧された原料粉末Ｂが図７に点線の矢線で示すように段付コア２５の段部に沿わずに流動し、段部Ａのコーナに原料粉末が十分に流れ込まない。そのために段付穴２２の段部Ａのコーナの成形密度が低くなってその部分が欠けやすくなる。

かかる不具合があるため、凹部や溝が形成される側の端面を下にしたときに上側が大径、下側が小径となる段付穴は、生産性やコスト面で不利になることはわかっていても機械加工せざるを得ないのが実情であった。

そこで、この発明は、粉末成形時に下側を小径にした段付コアをダイに上側から挿入してそのコアで上側が大径、下側が小径の段付穴をその穴の段部に強度面での欠陥を生じさせずに成形することを可能にした段付穴の成形方法と、その方法で成形して製造した段付穴を有する焼結部品を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、粉末成形用のダイに粉末を投入して圧縮成形する原料圧粉成形工程において、ダイに上方から段付コアを挿入し、前記段付コアで成形体に上側が大径、下側が小径の段付穴を付与する段付穴の成形方法であって、前記段付コアとして上側の大径部と下側の小径部との間の段部が下細りのテーパ面で形成されたコアを使用することを特徴とする段付穴の成形方法を提供する。

この方法で使用する段付コアは、段部のテーパ面の勾配を２０°〜６０°に設定したものが好ましい。

この発明においては、かかる方法で段付穴を成形して製造された焼結部品も併せて提供する。その焼結部品は、段付コアで成形された軸方向の段付穴を有しており、その段付穴の大径部と小径部との間の段部がテーパ穴で形成されており、この段付穴の小径部が設置される側の部品の端面に分割下パンチで成形された凹部を有している。

図３に示すように、上側の大径部５ａと下側の小径部５ｂとの間の段部がテーパ面５ｃで形成された段付コア５を使用すると、上パンチ１２に加圧された原料粉末Ｂが段付コア５の表面に沿って流動し、穴面の全域に原料粉末Ｂが平均的に流れて成形される段付穴２に脆弱な部分ができない。従って、下側が小径の段付穴を金型（コア）で成形して付与することが可能になり、段付穴を有する焼結部品の生産性の向上とコスト低減が可能になる。

なお、コアの段部のテーパの勾配は、下限を２０°程度に止めると段部の軸方向寸法が必要以上に長くなるのを防止することができる。また、その勾配の上限を６０°程度にすると原料粉末のスムーズな流動が起こって発明の効果が確実に発揮される。

この方法で形成された段付穴を有する焼結部品は、生産性に優れ、コストも低減される。また、段付穴の段部が欠け難く、信頼性も十分に確保される。

以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１及び図２に基づいて説明する。図１の１は焼結部品であって、この焼結部品１に段付穴２が設けられている。焼結部品１は、片方の端面１ａに凹部３を設けており、この凹部３を有する側を下にして粉末成形装置による成形を行い、得られた成形体を焼結して作られる。４は焼結部品１の中心に設けた軸穴であり、この軸穴４も粉末成形時に成形して付与される。

段付穴２は、焼結部品１を凹部３のある側が下となる向きにしたときに大径部２ａが上側に、小径部２ｂが下側に配置される穴にしており、この段付穴２の大径部２ａと小径部２ｂの間の段部は下細りのテーパ穴２ｃで構成されている。そのテーパ穴２ｃのテーパの勾配θは、２０°〜６０°の範囲にある。

かかる焼結部品１は、図２に示すような粉末成形装置を用いて成形される。図２の粉末成形装置は、段付穴２を成形する段付コア５、その段付コア５の下部に突き合わせるダミーコア６、焼結部品１の下面（端面１ａ）を成形する第１下パンチ７（固定パンチ）、凹部３を成形する第２下パンチ８（可動パンチ）、軸穴４を成形するコア９、そのコア９の下部に突き合わせるダミーコア１０、ダイ１１及び上パンチ１２からなる金型を備えている。

段付コア５は、大径部５ａの下側にテーパ面５ｃを介して小径部５ｂを連設したものを使用している。この段付コア５は、上パンチ１２に上下方向相対移動可能に貫通させており、上パンチ１２が上昇しているときに上死点に移動させたダミーコア６と突き合わせる。このときコア９も上死点に移動させたダミーコア１０と突き合わせておく。

その後、ダイ１１と他の金型要素との間に作り出されたキャビティに原料粉末Ｂを投入し、上パンチ１２を駆動して原料粉末Ｂを上下のパンチで加圧する。このとき、上パンチ１２に加圧された原料粉末Ｂは図３に示すようにテーパ面５ｃに沿って流動し、小径部５ｂの上端近辺でもその原料粉末が十分に押し固められて穴の段差部も必要強度が確保される。

図４に、この発明の方法で成形された段付穴２を示す。この段付穴２は段差部が段付コア５のテーパ面に対応してテーパ穴２ｃとなるが、段付ピンなどを組み込む穴は、段差部がテーパ穴になっても機能には何ら差し障りがでない。

この発明の方法で段付穴を成形して作られた焼結部品の一例を示す断面図 この発明の方法で使用する粉末成形装置の一例の要部を示す断面図 この発明の方法での原料粉末の流動状態を示す図 この発明の方法で成形した段付穴を示す断面図 段付穴を有する焼結部品の一例を示す断面図 図５の焼結部品に設けられた段付穴の拡大図 図５の段付穴を段付コアを用いて成形するときの原料粉末の流動状態を示す図

符号の説明

１、２１ 焼結部品
２、２２ 段付穴
２ａ、２２ａ 大径部
２ｂ、２２ｂ 小径部
２ｃ テーパ穴
３、２３ 凹部
４、２４ 軸穴
５、２５ 段付コア
５ａ 大径部
５ｂ 小径部
５ｃ テーパ面
６、２６ ダミーコア
７ 第１下パンチ
８ 第２下パンチ
９ コア
１０ ダミーコア
１１ ダイ
１２ 上パンチ
Ａ 段部
Ｂ 原料粉末

Claims (3)

1. 粉末成形用のダイに粉末を投入して圧縮成形する原料圧粉成形工程において、ダイに上方から段付コアを挿入し、前記段付コアで成形体に上側が大径、下側が小径の段付穴を付与する段付穴の成形方法であって、前記段付コアとして上側の大径部と下側の小径部との間の段部が下細りのテーパ面で形成されたコアを使用することを特徴とする段付穴の成形方法。
2. 前記テーパ面の勾配を２０°〜６０°に設定した段付コアを使用してそのコアで成形体に段付穴を付与する請求項１に記載の段付穴を有する段付穴の成形方法。
3. 段付コアで成形された軸方向の段付穴を有しており、その段付穴の大径部と小径部との間の段部がテーパ穴で形成されており、この段付穴の小径部が設置される側の部品の端面に分割下パンチで成形された凹部が設けられている請求項１又は２に記載の方法で成形して製造された段付穴を有する焼結部品。

Images