JP2009072810A

JP2009072810A - 鍔つき圧粉体の成形金型

Info

Publication number: JP2009072810A
Application number: JP2007243370A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Shibuya; 仁志渋谷
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】本体部の外周に鍔を有し、その鍔の外周に軸方向に延びる凹凸が設けられた鍔付き圧粉体を、下パンチが複数に分割された成形金型を用いて金型の焼き付き防止と圧粉体の品質維持を図りながら成形できるようにすることを課題としている。
【解決手段】鍔付き圧粉体の成形金型を、成形穴５を有するダイ１と、複数に分割して下1パンチ２_-１を最外周に配置した下パンチ２と、上パンチ３を有し、前記成形穴５の上側部分が成形用凹凸６を備えた穴、下側部分が丸穴としてそれぞれ形成され、下１パンチ２_-１が前記丸穴に円形嵌合するものにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、焼き付き防止策を施した鍔付き圧粉体用の成形金型に関する。ここで言う鍔付き圧粉体は、本体部の周りに鍔を有し、その鍔の外周に軸方向にストレートに延びるセレーションなどの幅の殆どない微小凹凸が設けられるものを指す。

焼結部品は、粉末成形装置で粉末を圧縮成形し、次いで、得られた圧粉体を焼結して製造される。粉末成形装置による圧粉体の成形は、ダイ、上パンチ及び下パンチを最小限の要素として備える金型装置（ダイセット）を用いて行なわれる。その金型装置は、圧粉体の形状によっては下パンチや上パンチを複数に分割したものが用いられ、コアロッドが用いられることもある。

その金型装置の金型の一例を図３に示す。例示の金型は、図４に示す鍔付き圧粉体１０を成形するものであって、ダイ１と、下パンチ２と、下パンチに対向させた上パンチ３とコアロッド４とからなる。下パンチ２は、ここでは下１パンチ２_−１、下２パンチ２_−２、下３パンチ２_−３の３つに分割しており、各々が円筒状をなすその３つの分割下パンチを同心的に組み合わせてコアロッド４の外周に配置している。

また、ダイ１に設けられた成形穴５の内面に、圧粉体の鍔１２の外周の凹凸１４（図のそれはセレーションなどの小サイズの凹凸）を成形する成形用凹凸６を形成し、下１パンチ２_−１の外周と上パンチ３の外周にも、ダイの成形穴内面の凹凸６に対応させた噛み合い用凹凸（成形用凹凸と雌雄の関係をなして噛み合う凹凸）７，８をそれぞれ設けている。

この成形金型は、図４の圧粉体１０の各部のうち、凹凸１４を含めた鍔１２の外周をダイ１の成形穴５で、鍔１２の一端を下１パンチ２_−１で、鍔１２との間に軸方向の段差を生じた圧粉体の本体部１１の一端を下２パンチ２_−２で、圧粉体のボス部１３の先端を下３パンチ２_−３で、鍔１２の他端も含めて本体部の他端を上パンチ３で、本体部中心の軸穴１５をコアロッド４でそれぞれ成形する。

このとき、下１パンチ２_−１の下２パンチ２_−２上端からの上方への飛び出し量が大きかったり、下１パンチ２_−１の厚みが薄くてその下１パンチ２_−１の剛性が低かったりすると、成形圧で下１パンチ２_−１が変形して（外側に膨らむ）ダイ１の内面にきつく押付けられ、この状態でダイ１と下１パンチ２_−１の相対移動が起こって両者が焼き付くことがある。

下１パンチ２_−１の外周の噛み合い用凹凸７のうち一部の凹凸のみが線接触に近い状況でダイに押付けられるため、接触面に作用する面圧が大きくなり、それが焼き付きを助長させる。

なお、下記特許文献１は、図３の下１パンチ２_−１に相当するパンチ部材の厚みが薄くてそのパンチ部材の剛性が低い場合、そのパンチ部材が焼き付く虞があることを述べている。そして、その対策として特許文献１は、剛性の低いパンチ部材に設けていた成形面を外側ロアパンチ（この発明のダイに相当する）に設けて剛性の低いパンチ部材と外側ロアパンチをひとつにする構造を提案している。
特開平９−９４６９９号公報

図３の金型は、上述したように、下１パンチとダイの焼き付きが起こる。そこで、対応
策として、図３の下１パンチ２_−１とダイ１を一体化して金型を図５に示すような構造にすることを試みたが、その構造では、成形後の圧粉体をダイから抜き出すときに鍔１２のダイに接触している側の表層部分がダイに付着したままになって剥がれ、鍔の成形部に型抜き用のバックテーパをつけることが許容されない圧粉体の成形ではその剥がれが著しくて鍔の形が崩れ、良好な圧粉体を作ることができなかった。

特許文献１が開示している発明は、まさにこの構造であり、圧粉体の外周に設けられる鍔が大きくなると、上述したように鍔の形が崩れて圧粉体が不良品になる。

この発明は、上述した如き鍔付き圧粉体を、金型の焼き付き防止と圧粉体の品質維持を図りながら成形できるように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、本体部の外周に鍔を有し、その鍔の外周に凹凸が軸方向に平行な直線状に形成された鍔付き圧粉体を成形する金型を以下の通りに改善した。即ち、成形穴を有するダイと、下１パンチの内側に下２〜下ｎ（ｎは下パンチの数であり、ｎ≧２）までのパンチを順に挿入して構成される下パンチと、上パンチを備えさせるとともに、前記成形穴の上側部分は成形用凹凸を備えた穴、下側部分は凹凸の無い円形穴としてそれぞれ形成し、前記円形穴に前記下１パンチを円形嵌合させ、前記圧粉体の外周の凹凸の成形がダイに設けられた前記成形用凹凸によって、前記鍔の片側の端面（凹凸を除いた部分の端面)の成形が前記下１パンチによってそれぞれなされるようにした。

この成形金型は、中心に軸穴を有する圧粉体を成形するときには、軸穴成形用のコアロ
ッドを下ｎパンチの内側に備えさせる。

この発明の成形金型は、圧粉体の鍔の外周の凹凸を成形する成形用凹凸をダイに形成される成形穴の上側部分に設け、下１パンチでは前記鍔の凹凸部を除いた部分の端面のみを成形するようにしたので、下１パンチの外周に従来設けていた噛み合い用凹凸が不要になり、ダイの成形穴の下側部分と下１パンチを円形嵌合させることが可能になる。その円形嵌合によれば、凹凸がある状態での嵌合（線接触）に比べると接触面積が広がって面接触となるため、接触面に加わる単位面積当たりの押し付け圧が小さくなって金型の焼き付きが抑制される。

また、圧粉体の鍔の凹凸部を除いた部分の端面は下1パンチで成形するようにしたので、その部分をダイで成形するときに発生する圧粉体の鍔の型抜き時の形崩れも起こらず、欠陥部の無い良好な圧粉体が得られる。

以下、添付図面の図１及び図２に基づいてこの発明の成形金型の実施の形態について説明する。例示の金型装置は、図４に示す鍔付き圧粉体１０を成形するものであって、ダイ１と、下パンチ２と、下パンチ２に対向させた上パンチ３と、コアロッド４とからなる。下パンチ２は、下１パンチ２_−１、下２パンチ２_−２、下３パンチ２_−３の３つに分割しており、各々が円筒状をなすその３つの分割下パンチを、下１パンチ２_−１の内側に下２パンチ２_−２、下３パンチ２_−３が順に嵌るように同心的に組み合わせてコアロッド４の外周に配置している。

また、ダイ１に設けられた成形穴５の上側部分の内面に、圧粉体の鍔１２の外周の凹凸
１４を成形する成形用凹凸６を形成し、成形穴５の下側部分は表面に凹凸のない丸穴にしている。また、下１パンチ２_−１は、外周面が断面円形の単純な円筒形状のパンチに形成し、この下１パンチ２_−１を、成形穴５の成形用凹凸６の無い下側部分に軸方向スライド可能に円形嵌合させている。

なお、上パンチ３は、成形用凹凸６と噛み合う噛合い用凹凸８を外周に設けた非分割パンチにしており、これは、従来品と変わるところが無い。

このように構成した例示の成形金型は、図４の圧粉体１０の各部のうち、鍔１２の外周の凹凸１４の成形がダイ１に設けられた成形穴５の上側部分の成形用凹凸６によってなされ、また、鍔１２の凹凸１４を除いた部分の一端面の成形が下１パンチ２_−１によって、鍔１２との間に軸方向の段差を生じた圧粉体の本体部１１の一端の成形が下２パンチ２_−２によって、圧粉体のボス部１３の先端の成形が下３パンチ２_−３によって、鍔１２の他端も含めた本体部の他端面の成形が上パンチ３によって、本体部中心の軸穴１５の成形がコアロッド４によってそれぞれなされる。

圧粉体１０に設けられる鍔１２の径方向張り出し量が小さい場合、下１パンチ２_−１の剛性確保が難しく、成形圧でその下１パンチ２_−１が変形してダイ１の内面に押付けられるが、この発明の成形金型は、下１パンチ２_−１をダイ１に対して円形嵌合させているので、下１パンチの外周の凹凸が線接触状態でダイに押付けられる従来の金型に比べてダイ１と下１パンチ２_−１の接触面積が広がり、単位面積当たりの押し付け圧が小さくなって両者が焼き付くことがなくなる。

また、圧粉体の鍔の外周に設けられる凹凸のみをダイで成形し、鍔の一端面は従来と同
様に下１パンチで成形するので、型抜き時の圧粉体の鍔の形崩れも起こらず、欠陥部の無
い良好な圧粉体が得られる。例示の成形金型の場合、成形後の圧粉体をダイから抜き出すときに、図２に示すように、圧粉体１０の全体が成形穴５から抜け出す位置までダイ１を降下させ、次に、下１パンチ２_−１と下２パンチ２_−２を順番に引き下げて圧粉体から外すことで鍔１２の端面や本体部１１の端面の剥がれをなくすことができ、金型の焼き付き防止と圧粉体の品質維持を両立させることが可能である。

この発明の成形金型の実施の形態を示す断面図図１の成形金型で成形した圧粉体の型抜き工程を示す断面図従来の成形金型の一例を示す断面図図１、図３の金型で成形して得られる圧粉体の斜視図特許文献１の発明を応用した金型の断面図

符号の説明

１ダイ
２下パンチ
２_−１下１パンチ
２_−２下２パンチ
２_−３下３パンチ
３上パンチ
４コアロッド
５成形穴
６成形用凹凸
７，８噛み合い用凹凸
１０圧粉体
１１本体部
１２鍔
１３ボス部
１４凹凸
１５軸穴

Claims

本体部（１１）の外周に鍔（１２）を有し、その鍔（１２）の外周に凹凸（１４）が軸方向に平行な直線状に形成された鍔付き圧粉体（１０）用の成形金型であって、
成形穴（５）を有するダイ（１）と、下1パンチ（２_-１）の内側に下２〜下ｎ（ｎは下パンチの数）までのパンチを順に挿入して構成される下パンチ（２）と、上パンチ（３）を有し、前記成形穴（５）の上側部分が成形用凹凸（６）を備えた穴、下側部分が表面に凹凸の無い丸穴としてそれぞれ形成された鍔付き圧粉体の成形金型。