JP2011080113A - Die for sizing sintered component and sizing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、焼結部品のサイジングにおいて、サイジング完了後の部品を、下パンチから強制的に離脱させて同部品の抜き出しが確実になされるようにしたサイジング用金型と、その金型を採用したサイジング装置に関する。 This invention employs a sizing die that sizing a sintered part and forcibly detaching the part after completion of sizing from the lower punch so that the part can be reliably extracted, and the die. Relates to the sizing apparatus.
焼結部品の製造では、原料粉末をプレス機で成形する圧粉工程、圧粉成形して得られた成形体を焼結する焼結工程を経る。また、製品に対して高い寸法精度が要求されるときには、寸法矯正のためのサイジング処理がプレス機を使用して行われる。このときに用いるサイジング金型は、ダイと上下のパンチを組み合わせ、必要に応じてコアなどを組み合わせたものになっている。 In the production of sintered parts, a green compacting process in which raw material powder is molded with a press machine and a sintering process in which a compact obtained by compacting is sintered. In addition, when high dimensional accuracy is required for a product, sizing processing for dimensional correction is performed using a press. The sizing die used at this time is a combination of a die and upper and lower punches, and a core or the like as necessary.
その金型でのサイジング処理は、生産効率を高めるために、焼結部品の搬入、搬出を行うターンテーブルを備えた設備を使用して連続作業で行われることがある。前記ターンテーブルは、ダイの上方に配置されるワーク挿入穴と、その穴の内側に突出する圧子を備えており、サイジング前後の焼結部品を前記ワーク挿入穴に入り込ませ、前記圧子で横から押さえつけて保持する。ワーク挿入穴は、上下に貫通した穴であり、ターンテーブルの回転中心と同心の円上に定ピッチで複数設けられている。 In order to increase production efficiency, the sizing process in the mold may be performed in a continuous operation using equipment equipped with a turntable for carrying in and out sintered parts. The turntable includes a workpiece insertion hole disposed above the die, and an indenter protruding inside the hole, and allows sintered parts before and after sizing to enter the workpiece insertion hole, and from the side with the indenter. Press down and hold. The work insertion holes are holes that penetrate vertically, and are provided at a constant pitch on a circle concentric with the rotation center of the turntable.
上記ターンテーブルは、テーブル回転によりワーク挿入穴が、ワーク投入部、プレス部、ワーク排出部の順に移動し、ワーク投入部において受け取った焼結部品がプレス部(サイジング金型のダイの上方)に搬送される。又、焼結部品はサイジング後に再度ワーク挿入穴に取り込まれ、テーブル回転によってワーク排出部に搬送される。 In the turntable, the workpiece insertion hole moves in the order of the workpiece loading part, pressing part, and workpiece discharging part by rotating the table, and the sintered parts received at the workpiece loading part are placed in the pressing part (above the sizing die). Be transported. Further, the sintered part is taken into the workpiece insertion hole again after sizing, and is conveyed to the workpiece discharge section by rotating the table.
このターンテーブルを使用したサイジング方法は、例えば、下記特許文献1に開示されている。その特許文献1では、上述したターンテーブル(回転テーブル)を使用することでテーブル回転による連続作業でのサイジングを効率よく行えるようにしている。
A sizing method using this turntable is disclosed in, for example,
上記のターンテーブルを使用したサイジングでは、サイジング後の型抜き過程において、サイジング金型から抜き出される焼結部品をダイの上方に待機させているワーク挿入穴に導入して圧子で押圧保持し、その後、サイジング金型の下パンチを引き下げて焼結部品を下パンチから離脱させるが、下パンチの成形面(上面)の形状によっては、サイジングを行った焼結部品が下パンチに密着してその下パンチから容易に離脱せず、ターンテーブルによる搬出ができなくなって連続作業が妨げられることがある。 In sizing using the above turntable, in the die cutting process after sizing, the sintered parts extracted from the sizing die are introduced into the workpiece insertion hole waiting above the die and held with an indenter, After that, the lower punch of the sizing mold is pulled down to disengage the sintered part from the lower punch. However, depending on the shape of the molding surface (upper surface) of the lower punch, the sintered part that has been sized is in close contact with the lower punch. It may not be easily removed from the lower punch, and it may not be possible to carry it out by the turntable, preventing continuous work.
特許文献1の技術を用いたサイジング装置も、下パンチと焼結部品の密着力が前記圧子による部品保持力よりも大きければ圧子による焼結部品の保持がなされず、製品がプレス部に残ってしまって後続の部品のサイジングができなくなる。
Also in the sizing apparatus using the technique of
この発明は、上記の問題を解決して、ターンテーブルを使用したサイジングの連続作業が円滑に実施されるようにすることを課題としている。 An object of the present invention is to solve the above-described problems so that a continuous sizing operation using a turntable is smoothly performed.
上記の課題を解決するため、この発明においては、焼結部品を上パンチで加圧することによりダイの成形穴に押し込んで寸法矯正を行うサイジング用金型を以下のように構成した。
即ち、下パンチホルダと、その下パンチホルダ上に設置して前記上パンチに対向させる下パンチと、前記下パンチの側面に嵌合し、軸方向には下パンチとの間にその下パンチの軸方向相対移動を許容する隙間がある下パンチ押さえを有し、
さらに、前記下パンチを上向きに付勢する弾性部材を備えたものにした。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a sizing die for correcting a size by pressing a sintered part with an upper punch to be pressed into a die forming hole is configured as follows.
That is, a lower punch holder, a lower punch installed on the lower punch holder and opposed to the upper punch, and fitted to a side surface of the lower punch, and the lower punch is disposed between the lower punch in the axial direction. It has a lower punch presser with a gap that allows relative movement in the axial direction,
Further, an elastic member for urging the lower punch upward is provided.
前記弾性部材は、ばねが好ましい。また、その弾性部材は、下パンチと下パンチ押さえとの間に配置することもできるが、下パンチと下パンチホルダとの間に配置すると好ましい。 The elastic member is preferably a spring. The elastic member can be disposed between the lower punch and the lower punch holder, but is preferably disposed between the lower punch and the lower punch holder.
また、この発明は、下パンチが上に向って凸又は凹形状をなす成形面を備えているサイジング金型に適用すると好ましい。 In addition, the present invention is preferably applied to a sizing die having a molding surface in which the lower punch is convex or concave upward.
この発明は、上述したこの発明のサイジング用金型と、サイジング対象の焼結部品をプレス部に搬入、搬出するターンテーブルを有し、
前記ターンテーブルに、前記サイジング用金型のダイの上方に配置されるワーク挿入穴と、その穴に入り込ませたサイジング後の焼結部品を横から押圧して保持する押圧方向に出没可能な圧子が設けられた焼結部品のサイジング装置も併せて提供する。
The present invention has the above-described sizing mold of the present invention, and a turntable for carrying in and out of the sizing target sintered part into the press part,
An indenter capable of appearing and retracting in the pressing direction for pressing and holding a workpiece insertion hole disposed above the die of the sizing mold on the turntable and a sizing sintered part inserted into the hole from the side. Also provided is a sizing device for sintered parts.
前記圧子は、既知のボールプランジャなどでよく、この圧子は、前記ワーク挿入穴の穴縁に沿って設ける。 The indenter may be a known ball plunger or the like, and this indenter is provided along the edge of the workpiece insertion hole.
従来のサイジング装置では、下パンチと焼結部品の密着力が大きいとき、下パンチから焼結部品が離れない。圧子を設けたターンテーブルを用いたサイジングでも、前記密着力が圧子によるサイジング済み品の保持力よりも大きい場合、下パンチから焼結部品が離れず、ターンテーブルによる作業が行えない。 In the conventional sizing device, when the adhesion between the lower punch and the sintered part is large, the sintered part is not separated from the lower punch. Even in sizing using a turntable provided with an indenter, if the adhesion force is larger than the holding force of the sized product by the indenter, the sintered part is not separated from the lower punch, and the work by the turntable cannot be performed.
これに対し、この発明のサイジング装置は、下パンチに設置された弾性部材がサイジング過程で圧縮され、焼結部品の金型からの抜き出し工程で、焼結部品とダイとの摩擦力が低下したときに弾性部材が弾性復元する。弾性部材により押し上げられた下パンチは、下パンチ押えに当たって上昇が止められる。その際の衝撃力により、下パンチに密着していた焼結部品が下パンチから離れる。下パンチから離脱した焼結部品は慣性力によって上方に投げ出され、突出してきた圧子によって受け支えることによりターンテーブルに保持することができる。これにより、ターンテーブルを使用したサイジングを円滑に行うことができる。 In contrast, in the sizing device of the present invention, the elastic member installed in the lower punch is compressed in the sizing process, and the frictional force between the sintered part and the die is reduced in the process of extracting the sintered part from the die. Sometimes the elastic member is elastically restored. The lower punch pushed up by the elastic member hits the lower punch presser and stops rising. Due to the impact force at that time, the sintered part that is in close contact with the lower punch is separated from the lower punch. The sintered part detached from the lower punch is thrown upward by the inertial force, and can be held on the turntable by receiving and supporting it by the protruding indenter. Thereby, the sizing using a turntable can be performed smoothly.
サイジングに供する焼結部品のワーク投入部からプレス部への搬送は、ワーク投入部においてターンテーブルのワーク挿入穴に焼結部品を挿入し、その焼結部品を横からの圧子押し付けによって保持し、この状態で、ターンテーブルを回転させる方法で行う。 Conveyance of the sintered parts for sizing from the work input part to the press part is performed by inserting the sintered parts into the work insertion holes of the turntable in the work input part and holding the sintered parts by pressing the indenter from the side. In this state, it is performed by rotating the turntable.
なお、前記弾性部材は、ばねを用いると製作しやすくて反発力の制御もできる。また、その弾性部材を、下パンチと下パンチホルダとの間に配置することで、下パンチホルダの内部に弾性部材を組み込んで金型の簡素化と小型化を図ることができる。 The elastic member can be easily manufactured by using a spring, and the repulsive force can be controlled. Further, by disposing the elastic member between the lower punch and the lower punch holder, the elastic member can be incorporated into the lower punch holder to simplify and miniaturize the mold.
下パンチが、上に向って凸又は凹形状になる成形面を備えているサイジング金型は、サイジング時に焼結部品を圧縮矯正することで下パンチと焼結部品が凹凸嵌合して両者の密着力が下パンチの成形面が平坦な金型に比べて大きくなる。この発明はそのような下パンチが用いられている金型に適用すると特に効果的である。 The sizing mold with the lower punch having a molding surface that is convex or concave upwards is compressed and corrected by compressing the sintered part during sizing. The adhesion is greater than a mold with a flat bottom punch. The present invention is particularly effective when applied to a mold in which such a lower punch is used.
以下、添付図面の図1〜図7に基づいてこの発明のサイジング装置の実施の形態を説明する。図1〜図3に示すサイジング装置は、図8に示した焼結部品Aの寸法Wの矯正を行うものであって、サイジング金型1とターンテーブル20を備えている。
Embodiments of the sizing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The sizing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 corrects the dimension W of the sintered part A shown in FIG. 8 and includes a
例示の焼結部品Aは、エンジンブロックに固定されてクランクシャフトの軸受を保持する周知のベアリングキャップであり、サイジング金型1の下パンチ3で矯正する下側の面が半円の凹面になっている。
The illustrated sintered part A is a known bearing cap that is fixed to the engine block and holds the bearing of the crankshaft, and the lower surface that is corrected by the
図示のサイジング装置に採用したサイジング金型1は、ダイ2と、そのダイ2の成形穴2aに挿入される下パンチ3と、その下パンチ3を貫通する2本のコアロッド4と、下パンチ3に対向させた上パンチ5とで構成されている。
The sizing die 1 employed in the illustrated sizing apparatus includes a
ダイ2は、ダイプレート6に支持され、ダイプレート6は、連結ロッド7で固定プレート8に連結されている。また、下パンチ3は下パンチホルダ9上に設置され、下パンチホルダ9と下パンチ3との間には下パンチ3を上向きに付勢する弾性部材10が配置されている。
The die 2 is supported by a
弾性部材10は、既述の理由から、コイルスプリングや皿ばねなどのばねで構成されたものが好ましい。
図1の14は、コアロッド4の昇降用アクチュエータ(図のそれは流体圧で作動するシリンダ)である。
The
下パンチホルダ9は、可動プレート12で支持している。この可動プレート12を、連結ロッド11を介して連結された昇降用アクチュエータ(図示せず)で駆動して下パンチホルダ9と共に昇降させることで、下パンチ3を図1のサイジング完了位置から図2の位置まで上昇させてサイジング済みの焼結部品Aをダイの成形穴2aから抜き出すように構成されている。
The
下パンチホルダ9に対する下パンチ3の取り付けは、下パンチ3の側面に嵌合させる下パンチ押さえ13を用いて行われている。下パンチ押さえ13は、ボルトで下パンチホルダ9に締結される。その下パンチ押さえ13と下パンチ3との間には、両者の軸方向相対移動を許容する隙間gが設けられている。
The
ターンテーブル20は、図4〜図6に示すように、円盤のテーブル本体21と、そのテーブル本体21に組み付ける複数のワーク保持ユニット22と、テーブル本体21を間欠的に回転させる駆動機構(図示せず)とで構成されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
このターンテーブル20のテーブル本体21には、回転中心と同心の円上に定ピッチで本体の厚み方向に貫通する組み付け穴21aが設けられており、各組み付け穴21aにワーク保持ユニット22がそれぞれキーなどによる回り止めを施して組み付けられている。
The
そのワーク保持ユニット22は、テーブル回転により、ワーク投入部、プレス部、ワーク排出部の順に移動し、ワーク投入部において焼結部品を受け取ってプレス部に搬送し、プレス部においてサイジング金型に供給する。そして、サイジング後の焼結部品を再度受け取り、その後のテーブル回転によってワーク排出部に搬送する。また、搬送後は、ワーク投入部に戻って上記の動作を繰り返す。
The
ワーク保持ユニット22は、上下に貫通したワーク挿入穴23を中央に有している。また、ワーク挿入穴23の内側に突出する圧子24を備えている。図示の圧子24は、ボール24aをばね24bの力で保持対象の焼結部品Aに押し付ける周知のボールプランジャである。
The
その圧子(ボールプランジャ)24は、ワーク挿入穴23の両側(焼結部品Aの側面の半円の下縁に沿う位置)に複数個を対向させて設けており、各圧子のボール24aは、ワーク挿入穴23の対向位置の穴面から出没可能となっている。また、図示の圧子24は、ばね24bの一端を受けた調整ねじ24cのねじ込み量を変えて、焼結部品Aに対するボール24aの押し付け圧(保持力)を変化させることができる。
A plurality of indenters (ball plungers) 24 are provided opposite to both sides of the workpiece insertion hole 23 (position along the lower edge of the semicircle on the side surface of the sintered part A). It can be projected and retracted from a hole surface at a position opposite to the
なお、ワーク保持ユニット22は、圧子24の組み付けを容易にするが、ワーク挿入穴23はテーブル本体21に直接形成することができるのでこのワーク保持ユニット22は必須の要素にはならない。
Although the
例示のサイジング装置は、サイジング対象の焼結部品Aがワーク投入部においてターンテーブル20のワーク挿入穴23にセットされる。このときのターンテーブル20による焼結部品の保持は、ワーク挿入穴23に挿入された焼結部品Aに、圧子24のボール24aを横から押し当てる方法でなされる。
In the illustrated sizing apparatus, the sintered part A to be sized is set in the
その焼結部品Aは、ターンテーブル20の回転によってプレス部に搬送され、ダイ2の上方に配置される。この後、プレス機の上ラム15が駆動されてその上ラム15に連結された上パンチ5が降下し、ワーク挿入穴23内の焼結部品Aを押し下げてダイ2の成形穴2aに移す。引き続いて、その焼結部品Aを上パンチ5で加圧して成形穴2aに押し込むことでサイジングがなされ、上パンチ5が下死点まで降下した位置でその作業が完了する。
The sintered part A is conveyed to the press unit by the rotation of the
その後、コアロッド4が降下して焼結部品Aから引き抜かれ、さらに、下パンチ3が上昇して成形穴2aからの焼結部品Aの抜き出しがなされる。成形穴2aから抜き出された焼結部品Aは、ダイ2の上方に待機しているワーク挿入穴23に戻される。この発明のサイジング装置は、このときの動作が特徴あるものになる。
Thereafter, the core rod 4 is lowered and pulled out from the sintered part A, and further, the
例示のサイジング金型1の下パンチ3は、先端の成形面3aが焼結部品(ベアリングキャップ)Aの半円の凹面に対応した凸円弧の面として構成されており、そのために、サイジングを実施すると焼結部品Aが下パンチ3に凹凸嵌合し、サイジング時の圧縮矯正で焼結部品Aが下パンチ3に抱きつくような状況が起って両者の間に大きな密着力が生じることがある。
The
この発明のサイジング装置では、サイジング後の焼結部品Aのターンテーブル20による保持が、前記密着力に確実に打ち勝つものになる。
In the sizing apparatus of the present invention, the holding of the sintered part A after sizing by the
下パンチ3は、サイジング時に弾性部材10が上パンチ5に加圧されて圧縮されることから、下パンチ押さえ13との間の隙間gが0になる位置まで動いている。下パンチホルダ9が上昇して焼結部品Aがダイの成形穴2aから抜け出るときに、焼結部品Aとダイの成形穴2aの間の摩擦力よりも弾性部材の弾性力が大きくなり、弾性部材10が弾性復元する。そのため、下パンチ3は弾性部材10の力を受けて前記隙間gが生じる位置まで軸方向に突き上げられる。そのようにして突き上げられた下パンチ3は下パンチ押さえ13に衝突し、その移動が制限される。その際の衝撃によって焼結部品Aが下パンチ3から離れる。
The
下パンチ3から離れた焼結部品Aは、ワーク挿入穴23を通り抜け、その後落下する。そして、その間にワーク挿入穴23内で突出してきた圧子(ボール24a)上に載る。このように、焼結部品Aの下パンチ3からの離脱が安定して行われ、下パンチ3が焼結部品Aを引きずることなく初期位置に復帰する。このために、サイジングの連続作業が中断されることがなくなる。
また、圧子による保持力を調整することにより、下パンチ3から離れた焼結部品Aを通り抜けさせることなくターンテーブルに保持することもできる。
The sintered part A separated from the
Further, by adjusting the holding force by the indenter, the sintered part A separated from the
ターンテーブル20に戻したサイジング済み焼結部品Aは、ターンテーブル20の回転によってワーク排出部に移動させ、その位置で下から押し上げることでワーク挿入穴23から上に抜き出して外部に取り出す。
The sintered sintered part A returned to the
なお、図1のように、弾性部材10を、下パンチ3と下パンチホルダ9の間に配置すると、下パンチホルダ9の上面にコアロッド4に対応させた凹部9aを形成してその凹部9aに弾性部材10を収納することができ、サイジング装置の簡素化や小型化が図りやすい。また、弾性部材10の位置保持もコアロッド4を利用して行うことができて好ましいが、図7に示すように、下パンチ3と下パンチ押さえ13との間に弾性部材10を配置することもできる。図7では、下パンチ3の外周にばね受け16を設け、そのばね受け16と下パンチ押さえ13との間に弾性部材10を配置しており、この構造でも発明の目的が達成される。
As shown in FIG. 1, when the
また、例示の焼結部品Aは、凸面に形成された上面を下にしてその上面を下パンチの凹面の成形面で矯正することもできる。この場合も、下パンチと焼結部品が凹凸嵌合して両者の密着力が大きくなりやすいので、この発明が有効になる。 The exemplified sintered part A can also be corrected with the concave molding surface of the lower punch with the upper surface formed on the convex surface down. Also in this case, since the lower punch and the sintered part are concavo-convexly fitted and the adhesive force between the two tends to increase, the present invention is effective.
このほか、焼結部品Aに形成される圧子係止可能部位は、部品の下縁でなくてもよい。例えば、部品の側面に段差部がある場合には、その段差部の縁に圧子を係止させることもできる。 In addition, the indenter lockable portion formed on the sintered part A may not be the lower edge of the part. For example, when there is a stepped portion on the side surface of the component, the indenter can be locked to the edge of the stepped portion.
この発明のサイジング金型と、それを用いたサイジング装置は、ベアリングキャップ以外の焼結部品の寸法矯正にも利用することができる。ベアリングキャップでなくても下パンチによって矯正される面が凹面或は凸面になっている焼結部品のサイジングではサイジング後の焼結部品を金型から抜き取るときに下パンチの離脱不良が起こる可能性があるが、この発明を適用することでその不具合を解消してサイジングの連続作業を可能にすることができる。 The sizing mold of the present invention and the sizing apparatus using the same can be used for dimensional correction of sintered parts other than the bearing cap. Even if it is not a bearing cap, the sizing of a sintered part with a concave or convex surface corrected by the lower punch may cause a lower punch detachment failure when the sized sintered part is removed from the mold. However, by applying the present invention, the problem can be solved and continuous sizing work can be performed.
1 サイジング金型
2 ダイ
2a 成形穴
3 下パンチ
3a 成形面
4 コアロッド
5 上パンチ
6 ダイプレート
7,11 連結ロッド
8 固定プレート
9 下パンチホルダ
9a 凹部
10 弾性部材
12 可動プレート
13 下パンチ押さえ
14 昇降用アクチュエータ
15 上ラム
16 ばね受け
20 ターンテーブル
21 テーブル本体
21a 組み付け穴
22 ワーク保持ユニット
23 ワーク挿入穴
24 圧子
24a ボール
24b ばね
24c 調整ねじ
g 隙間
A 焼結部品
DESCRIPTION OF
Claims (5)
下パンチホルダ(9)と、
その下パンチホルダ(9)上に設置して前記上パンチ(5)に対向させる下パンチ(3)と、
前記下パンチ(3)の側面に嵌合し、軸方向には下パンチ(3)との間にその下パンチ(3)の軸方向相対移動を許容する隙間(g)がある下パンチ押さえ(13)を有し、
さらに、前記下パンチ(3)を上向きに付勢する弾性部材(10)を備えた焼結部品のサイジング用金型。 A sizing die for a sintered part that presses the sintered part (A) to be sized with an upper punch (5) and pushes it into the forming hole (2a) of the die (2) to correct the dimensions,
A lower punch holder (9),
A lower punch (3) placed on the lower punch holder (9) and facing the upper punch (5);
A lower punch presser (fitting) to the side surface of the lower punch (3) and having a gap (g) between the lower punch (3) in the axial direction and allowing the lower punch (3) to move in the axial direction. 13)
Furthermore, the metal mold for sizing of sintered parts provided with the elastic member (10) which urges | biases the said lower punch (3) upwards.
サイジング対象の焼結部品(A)をプレス部に搬入、搬出するターンテーブル(20)を有し、
前記ターンテーブル(20)に、前記サイジング用金型のダイ(2)の上方に配置されるワーク挿入穴(23)と、その穴に入り込ませた焼結部品(A)を横から押圧して保持する押圧方向に出没可能な圧子(24)が設けられた焼結部品のサイジング装置。 Sizing mold (1) according to any of claims 1 to 4,
It has a turntable (20) for carrying in and carrying out the sintered part (A) to be sized to the press part,
The work table insertion hole (23) disposed above the die (2) for the sizing mold and the sintered part (A) inserted into the hole are pressed from the side to the turntable (20). A sizing device for a sintered part provided with an indenter (24) capable of appearing and retracting in a holding pressing direction.
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