JP2007510060A - ワークピースの較正のためのツールを受ける装置とその種の装置を伴うプレス機 - Google Patents

Abstract

この装置は、ワークピース（８３）、特に粉末冶金プロセスによって製造されるワークピースの較正のためのツールを受けるべく機能する。示されている例においては、ツールが、ツール支持具（３１，３２，３３；３１’，３２’，３３’）上に配置される下側スタンプ（７７，７８，７９）と上側スタンプ（８０，８１，８２）を含む。これらのスタンプは、個別に、あるいは全体として上下に、中心軸（４０）と平行に移動させることができる。また、中心ツール支持具（４１）も上下に移動可能であり、必要な場合にはそこに中心ピン（８５）が取り付けられる。この装置は、たとえば回転体の形状を有するワークピース（８３）によって表されるような複雑なワークピースの較正に特に適している。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークピース、特に粉末冶金プロセスによって製造されるワークピースの較正のためのツールを受ける装置に関する。

ワークピースの粉末冶金製造においては、金属粉末すなわち粒体が最初にダイの中で圧縮される。続いて、このようにして得た物体を炉の中で焼結させる。このようにして製造されたワークピースが所望の寸法精度と表面の品質を有してないことがある。寸法精度と表面の品質を向上させるためには、ワークピースに対して追加の操作、すなわち、いわゆる較正を行うことが知られている。この目的のためにワークピースがダイの中に配置され、平方センチメートルあたり６０ＫＮ台となることもある高圧が掛けられる。このようにしてワークピースの構造が圧縮される。また表面の品質と寸法精度も向上する。これまでのところ較正は、比較的単純な装置を用いて行われていた。しかしながら、実際問題として、それらの装置は複雑なワークピースを使用する上で充分にモジュール化されてなく、柔軟性もない。

特許文献の中においても、ワークピースの較正のためのツールを受ける装置は見つかっていない。１９９１年の実用新案（特許文献１）は、金属粉末の圧縮によるワークピースの製造のためのツールのアダプタを開示している。しかしながら、この公開文献の中には、当該装置が、焼結後のワークピース、すなわち固体のワークピースを加圧してその構造を圧縮し、表面の品質を向上させ、寸法精度を増加するためにも使用できるとの表示はまったくない。焼結後のワークピースの構造の圧縮、表面の品質の向上、寸法精度の増加は、粉体材料の物品の形成とは異なる問題である。

独国特許第ＤＥ ９０ １２ ７５２．８号

したがって、ギアまたはギア・セグメント等の複雑なワークピースも較正できるように、モジュール設計の、応用において柔軟であり、複数のスタンプを種々のツール平面上に受けることのできる装置を作り出すことを本発明の目的とする。

本発明によれば、この目的は、プレス機のテーブル上に取り付けるためのベース・プレート、プレス機の下側ラムに取り付けるための下側結合プレート、プレス機の上側ラムに取り付けるための上側結合プレート、ベース・プレートと上側結合プレートの間に配置されるダイ支持プレート、下側結合プレートに接続され、対応するツール支持具とともに全体として動くことの可能な下側ツール受けユニット、上側結合プレートに接続され、対応するツール支持具とともに全体として動くことの可能な上側ツール受けユニットを含み、ツール受けユニットのうちの少なくとも１つが、いくつかのツール支持具と各ツール支持具に備えられるツール支持具を個別に前後に移動させるための作動装置を含む装置によって達成される。この装置は、以下に例示するとおり、比較的複雑なワークピースの較正を可能にする。またこの装置では、加圧操作の間にツールのスタンプを個別に移動させることが可能である。しかしながら、それに続く排出操作においては、すべての下側スタンプが下側ラムとともに移動して、それによってワークピースを開放し、それを移動装置に移動させることが可能になる。

下側をはじめ上側のツール受けユニットが、好ましくはいくつかのツール支持具を含む。しかしながら、非常に多くの数の特定のワークピースの較正用の特定のツールを伴う単一用途であって、そのためにそのツールの１つの部品がスタンプを１つだけ含む用途にこの装置を採用することが望ましい場合には、ツール受けユニットの一方だけにいくつかのツール支持具を備えてもよい。

本発明の実施態様によれば、ツール支持具のための作動装置が、ツール受けユニットに統合される。この場合、較正装置が実質的にプレス機の設計と独立になる。しかしながら、ツール支持具を、プレス機の作動装置によって作動可能な結合ロッドに接続することも可能である。

この装置は、プレス機の作動装置によって作動可能な中心ツール支持具を含むこともできる。この中心ツール支持具は、ワークピースが中心ボアを含んでいる場合に、その種のワークピースの中心ボアに係合することの可能な中心ピンを受けるべく機能する。

それぞれの作動装置は、好ましくは液圧作動可能、たとえば液圧シリンダによって作動可能とすることができる。

装置の実施態様は、ダイ支持プレートが、ベース・プレート内を軸方向に移動可能なロッドによって支持されていること、および各ロッドの上側部分がストップによって制限されることを特徴とする。これらのロッドは、プレス機の液圧シリンダに接続可能とすることができる。この装置は、ダイ支持プレートが、ワークピースの供給と排出の両方において同一レベルとなるようにする。これは、これらの操作の自動化を容易にする。別の実施態様は、ベース・プレートとダイ支持プレートの間に液圧シリンダが配置されることを提供する。いずれの場合においても、いわゆるダイ支持プレートのフローティング支持が得られる。ダイ支持プレートは、中心の近くにおいて下側ツール受けユニットを取り囲む支持部材から短い距離に配置される。したがって較正において、ダイ支持プレートに作用する圧力が特定の限界を超えると、ダイ支持プレートがこの支持部材の上で停止する。この支持部材の中心配置は、圧力がさらに増加したときにダイ支持プレートが許容不能に曲げられることがないという利点を有する。好ましくは支持部材に、ダイ支持プレート用の、たとえばねじ付きリングの形式の調節可能ストップが備えられる。ツールの変更時には、特殊なスペーサを挿入する必要がないので、交換時間を短縮することができる。各ツール支持具について、加圧位置用と排出位置用の調節可能ストップを備えることができる。しかしながら、排出位置用のストップに代えて測定システムを備えることも可能である。その種の測定システムは、装置自体またはプレス機の中に配置することができる。また、これらの特徴は、ツール変更のために必要な時間を限定する。

また本発明は、請求項１〜１５のいずれか１項に従った装置を伴うプレス機にも関係する。このプレス機の好ましい実施態様は、ダイ支持プレートがベース・プレート内を軸方向に移動可能なロッドによって支持されていること、各ロッドの上側部分がストップによって制限されること、ロッドが液圧シリンダによって移動可能であることを特徴とする。好適には、中心ツール支持具も備えられ、その中心ツール支持具がプレス機の下側ラム内に配置された作動装置によって移動可能であり、好ましくはそれが液圧で移動可能であるとする。以下、図面を参照して、本発明の実施態様について説明する。

図面は、本発明の特徴をより良好に表すために、いくぶん図式化されている。

図１、２は、プレス機のテーブル１３に取り付けるための、たとえば正方構成のベース・プレート１１、プレス機の射出ピストンまたは下側ラム１７上に取り付けられる下側結合プレート１５、プレス機の上側ラム２１に取り付けるための上側結合プレート１９、ベース・プレート１１と上側結合プレート１９の間の空間に配置されるダイ支持プレート２３を含む装置を示している。

下側ツール受けユニット２５は、４つのロッド２７を用いて下側結合プレート１５に結合されている。上側ツール受けユニット２９は上側結合プレート１９に結合されている。下側ツール受けユニット２５は、３つのツール支持具３１、３２、３３を含み、それらは、個別に、あるいは全体として、作動装置によって、たとえば中心軸４０に平行の液圧シリンダ３７、３８、３９によって前後に移動させられる。図示の実施形態においては、作動装置３７、３８、３９がツール受けユニットと一体化されている。ツール支持具３１、３２、３３は、リング形状である。各ツールを支持するために、いくつかの液圧シリンダが等距離に備えられている。

さらに、プレス機の作動装置４３たとえば液圧シリンダによって作動可能な中心ツール支持具４１が備えられている。各ツール支持具については、加圧位置のための調節可能ストップ４５、４６、４７が備えられる。また排出位置のための調節可能ストップ４９、５０、５１も備えられる。これらの調節可能ストップは、ねじ付きリングの形式とすることができる。

図示の実施形態においては、上側ツール受けユニット２９が下側ツール受けユニット２５と相似の設計であり、それに関しては、下側ツール受けユニット２５を参照することができる。対応する部品については同一の参照番号が使用されているが、アポストロフィを伴う。当業者にとっては明白であろうが、下側ツール受けユニット２５、２９に、これより多くの、あるいはこれより少ないツール支持具を備えることは可能である。

支持プレート２３は、ベース・プレート１１内で軸方向に移動可能な４つのロッド５５によって支持することができる。ロッド５５は、結合部材５７によってプレス機の液圧シリンダ５８に結合されている。また結合部材５７は、ロッド５５とダイ支持プレート２３のそれぞれの上側位置を制限するためのストップとしても作用する。図３、４に示されているように、プレス機にではなく、装置に液圧シリンダ５８を備えることも可能である。

調節可能ストップ６１を伴う支持部材５９が、中心の近くにおいて下側ツール受けユニット２５を取り囲んでいる。ストップ６１とダイ支持プレート２３の間には小さいギャップ６３が存在する。較正操作の間にダイ８４の圧力が特定の値に達すると、ダイ支持プレート２３がストップ６１上で停止する。調節可能ストップ６１は、ねじ付きリングの形式とすることができる。

上側結合プレート１９からダイ支持プレート２３のボア６７内に延びる４つの案内コラム６５は、上側ツール受けユニット２９を、下側ツール受けユニット２５に対する移動を案内するように機能する。

図２は、ツールと挿入されたワークピース８３を備えた図１の装置を示している。図示されているツールは、ダイ８４、下側スタンプ７７、７８、７９、上側スタンプ８０、８１、８２、中心ピン８５を含む。

図３、４に従った実施形態に示されているとおり、排出位置内にツール支持具３１、３２、３３；３１’、３２’、３３’を位置決めするために、それぞれ測定システム６９、７０、７１と６９’、７０’、７１’を備える。この場合においては、排出位置用に調節可能ストップが必要なくなる。

図４の実施形態を参照すると、各ツール支持具３１’、３２’、３３’が、それぞれ結合ロッド７３、７４、７５に接続されており、それらのロッドがプレス機の作動装置、たとえば液圧シリンダ３７’、３８’、３９’によって作動可能であることが理解できるであろう。

当業者にとっては明らかなとおり、図１〜４に示されている種々の特徴には異なる組み合わせが可能である。たとえば、図２の装置上においても、図４に示されているように液圧シリンダ３７’、３８’、３９’をプレス機に配置することができる。

図５には、図１、２に従った装置を用いた較正操作が示されている。ツールは、すでに装置内に取り付けられている。ツールの下側部分はスタンプ７７、７８、７９を、上側部分はスタンプ８０、８１、８２をそれぞれ含んでいる。それに加えて中心ピン８５が備えられている。また、ワークピース８３も示されている。これは、回転体の形状を有する。

ここには、以下の較正操作の段階が示されている。
（ａ）すべてのスタンプがベース位置にある。ダイ８４を伴うダイ支持プレート２３は、ギャップ６３を視認できる上側位置にある。較正されることになるワークピース８３はダイ８４上に載置されている。
（ｂ）上側ツールが下方に向けて移動されて、ワークピース８３をダイ８４内に押し込める。
（ｃ）ワークピース８３が加圧位置において高圧下にあり、フローティング・ダイ支持プレート２３が支持部材５９のストップ６１に当接する。
（ｄ）上側ツールが上方に向けて移動される。この例においては、スタンプ８０、８２が、その間にあるスタンプ８１をワークピース８３のグルーブから引き戻すことを可能にしている。
（ｅ）較正済みワークピース８３がダイ８４から排出される。すべてのスタンプ７７、７８、７９が、中心ピン８５を含めて、液圧シリンダ４３によって上方に向けて移動される。
（ｆ）中心ピン８５が下方に引かれ、この例においては、もっとも内側のスタンプ７７がワークピースを排出する。それによって較正済みワークピース８３が解放される。

要約すると、次のように表すことができる。

この装置は、ワークピース８３、好ましくは粉末冶金プロセスによって製造されたワークピースの較正のためのツールを受けるように機能する。図示の例について言えば、このツールは、それぞれツール支持具３１、３２、３３；３１’、３２’、３３に配置される下側スタンプ７７、７８、７９と上側スタンプ８０、８１、８２を含む。これらのスタンプは、個別に、あるいは全体として上下に、中心軸４０と平行に移動させることができる。また、中心ツール支持具４１も上下に移動可能であり、必要な場合にはそこに中心ピン８５が取り付けられる。この装置は、たとえば回転体の形状を有するワークピース８３によって表されるような複雑なワークピースの較正に特に適している。

装置を通る長さ方向の断面図である。 ツールが挿入され、ダイ上にワークピースが配置された図１と同じ装置の断面図である。 装置の修正バージョンを示した断面図である。 装置の別の修正を示した断面図である。 較正操作の種々のステップを示した断面図である。

Claims (18)

1. ワークピース、特に粉末冶金プロセスによって製造されるワークピースの較正のためのツールを受ける装置であって：
   プレス機のテーブル（１３）上に取り付けられるベース・プレート（１１）；
   前記プレス機の下側ラムに取り付けられる下側結合プレート（１５）；
   前記プレス機の上側ラム（２１）に取り付けられる上側結合プレート（１９）；
   前記ベース・プレート（１１）と前記上側結合プレート（１９）の間に配置されるダイ支持プレート（２３）；
   前記下側結合プレート（１５）に接続され、対応するツール支持具とともに全体として動くことの可能な下側ツール受けユニット（２５）；および
   前記上側結合プレート（１９）に接続され、対応するツール支持具とともに全体として動くことの可能な上側ツール受けユニット（２９）；
   を含み、前記ツール受けユニット（２５，２９）のうちの少なくとも１つが、いくつかのツール支持具（３１，３２，３３；３１’，３２’，３３’）と各ツール支持具に備えられる前記ツール支持具を個別に前後に移動させるための作動装置（３７，３８，３９；３７’，３８’，３９’）を含む装置。
2. 前記下側ツール受けユニット（２５）が、いくつかのツール支持具（３１，３２，３３）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記上側ツール受けユニット（２９）が、いくつかのツール支持具（３１’，３２’，３３’）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記作動装置（３７，３８，３９；３７’，３８’，３９’）が、前記ツール受けユニット（２５，２９）に統合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記ツール支持具（３１’，３２’，３３’）が、前記プレス機の作動装置（３７’，３８’，３９’）によって作動可能な結合ロッド（７３，７４，７５）に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記プレス機の作動装置によって作動可能な中心ツール支持具（４１）が備えられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記作動装置（３７，３８，３９；３７’，３８’，３９’）のそれぞれが、液圧で作動可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記支持プレート（２３）が、前記ベース・プレート（１１）内を軸方向に移動可能なロッド（５５）によって支持され、かつ各ロッドの上側部分がストップ（５７）によって制限されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記ロッド（５５）が前記プレス機の液圧シリンダ（５８）によって移動可能であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記ベース・プレート（１１）と前記ダイ支持プレート（２３）の間に液圧シリンダ（５８）が配置される（図４）ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記ダイ支持プレート（２３）のための支持部材（５９）が、中心の近くにおいて下側ツール受けユニット（２５）を取り囲むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記支持部材（５９）に、ダイ支持プレート（２３）のための調節可能ストップ（６１）、たとえばねじ付きリングの形式の調節可能ストップが配置されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 各ツール支持具（３１，３２，３３；３１’，３２’，３３’）について、加圧位置用の調節可能ストップ（４５，４６，４７；４５’，４６’，４７’）が備えられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 各ツール支持具（３１，３２，３３；３１’，３２’，３３’）のための排出位置用の調節可能ストップ（４９，５０，５１；４９’，５０’，５１’）が備えられることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 各ツール支持具（３１，３２，３３；３１’，３２’，３３’）の排出位置への位置決めのために測定システム（６９）が備えられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
16. ワークピース（８３）、特に粉末冶金プロセスによって製造されるワークピースの較正のための請求項１〜１５のいずれか１項に従った装置を伴うプレス機。
17. 前記ダイ支持プレート（２３）が前記ベース・プレート（１１）内を軸方向に移動可能なロッド（５５）によって支持され、各ロッドの上側部分がストップ（５７）によって制限され、かつ前記ロッド（５５）が液圧シリンダ（５８）によって移動可能であることを特徴とする請求項１６に記載のプレス機。
18. 中心ツール支持具（４１）が備えられ、かつ前記中心ツール支持具（４１）が前記プレス機の前記下側ラム（１７）内に配置された作動装置によって移動可能であり、好ましくは液圧で移動可能であることを特徴とする請求項１６または１７に記載のプレス機。

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