JP2014083547A - Die unit for powder molding machine - Google Patents
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Description
この発明は、ダイセットと称される粉末成形機の金型装置、詳しくは、成形圧を加圧方向に受ける成形面を備えた段付きダイを有する装置であって、その段付きダイの支持構造に工夫を凝らした粉末成形機用金型装置に関する。 The present invention relates to a mold apparatus for a powder molding machine called a die set, and more particularly, to an apparatus having a stepped die having a molding surface for receiving a molding pressure in a pressurizing direction, and supporting the stepped die The present invention relates to a mold apparatus for a powder molding machine with a devised structure.
首記の粉末成形機用金型装置の中に、段付きダイを用いるものがある(例えば、下記特許文献1,2参照)。段付きダイは、成形圧を加圧方向に受ける成形面(以下では便宜上、段部成形面と言う)を備えたものである。
Some of the die apparatuses for powder molding machines mentioned above use a stepped die (see, for example,
その段付きダイを備える金型装置においても、ダイの支持は、上記段部成形面の無いダイを備えた金型装置と同様にダイプレートによって行われている。ダイプレートによるダイの支持は、例えば、下記特許文献3に記載されている。
In the mold apparatus including the stepped die, the die is supported by the die plate similarly to the mold apparatus including the die having no stepped surface. The support of the die by the die plate is described in
なお、ダイプレートの支持は、粉末成形機(プレス機)の下ラムによって駆動されるヨークによってなされる。ダイプレートは数本の連結ロッドを介してヨークに連結され、それによってヨークによるダイの支持がなされている。 The die plate is supported by a yoke driven by a lower ram of a powder molding machine (press machine). The die plate is connected to the yoke through several connecting rods, thereby supporting the die by the yoke.
段付きダイを使用する粉末成形では、ダイに作用する軸方向荷重が非常に大きくなる場合がある。これに対し、ダイプレートは、強度に限界がある。 In powder molding using a stepped die, the axial load acting on the die may be very large. On the other hand, the die plate has a limit in strength.
ダイプレートは、ダイのキャビティに対して粉末を投入する給粉ボックスが上面に載置されるのでサイズが比較的大きくなる。そのダイプレートを先に述べたように連結ロッドを介してヨークに連結するため、ダイプレートは重量規制などを受け、その規制により、厚みを大きくして強度を自由に高めることができない。このような事情から、現状の金型装置のダイプレートは、最大耐荷重が200トン程度に制限されている。 The die plate is relatively large in size because a powder supply box for putting powder into the cavity of the die is placed on the upper surface. Since the die plate is connected to the yoke via the connecting rod as described above, the die plate is subjected to weight restrictions and the like, and the restrictions cannot increase the thickness and increase the strength freely. Under such circumstances, the maximum load capacity of the die plate of the current mold apparatus is limited to about 200 tons.
その耐荷重が制限されたダイプレートでダイを支持するため、従来の段付きダイを使用する粉末成形機では、ダイの段部成形面の大きさや形状に規制を加えていたが、ユーザーの要望で180トン程度の軸方向荷重が作用する段付きダイの使用を検討する必要が生じた。 In order to support the die with a die plate with limited load capacity, conventional powder molding machines that use stepped dies have restricted the size and shape of the stepped surface of the die. Therefore, it was necessary to consider the use of a stepped die on which an axial load of about 180 tons acts.
そのような大きな軸方向荷重が最大耐荷重200トンのダイプレートに加わると安全率が低いため、ダイプレートが破損する可能性がある。 When such a large axial load is applied to a die plate having a maximum load capacity of 200 tons, the safety factor is low, and the die plate may be damaged.
そこで、この発明は、粉末成形機用金型装置について、パンチ軸方向に受ける荷重が大きくてダイプレートによる支持が不安視される段付きダイを使用しても、その段付きダイの安定支持がなされて安定した成形が保証されるようにすることを課題としている。 Therefore, the present invention provides a stable support for a stepped die even if a stepped die is used that is subjected to a large load in the punch axis direction and is uneasy to support by a die plate. The goal is to ensure stable molding.
上記の課題を解決するため、この発明においては、成形荷重をパンチ軸方向に受ける成形面を有している段付きダイと上パンチと下パンチを備える粉末成形機用金型装置であって、前記段付きダイの下方に受け治具と昇降可能な可動プレートを設け、前記段付きダイをダイプレートに対して非固定とし、さらに、その段付きダイを前記受け治具を介して前記可動プレートで支持した。前記受け治具は、下パンチの周りを取り巻く筒状のものが好ましい。 In order to solve the above problems, in the present invention, a mold apparatus for a powder molding machine including a stepped die having a molding surface that receives a molding load in the punch axis direction, an upper punch, and a lower punch, A receiving jig and a movable plate capable of moving up and down are provided below the stepped die, the stepped die is not fixed to the die plate, and the stepped die is inserted into the movable plate via the receiving jig. Supported by. The receiving jig is preferably a cylindrical one surrounding the lower punch.
前記可動プレートは、粉末成形用プレス機の下ラムによって駆動されるヨークに連結する。その連結は、ヨークに対して相対移動不可に固定する構造と、シリンダアクチュエータなどの昇降機構を介してヨークとのパンチ軸方向(上下方向)相対移動が許容されるように連結する構造の2態様が考えられる。 The movable plate is connected to a yoke driven by a lower ram of a powder molding press. There are two modes of connection: a structure that is fixed so as not to move relative to the yoke, and a structure that allows the punch shaft (vertical direction) relative movement to the yoke to be allowed via a lifting mechanism such as a cylinder actuator. Can be considered.
どちらの態様を採用する場合にも、得られた成形体を金型から取り出すために、型抜き機構を付随させる。その型抜き機構は、パンチによる圧粉完了点において下パンチプレートを一時的に支持する支持具と、その支持具による支持を解除する解除手段とで構成される一般的な機構でよい。 In either case, a die cutting mechanism is attached to take out the obtained molded body from the mold. The die cutting mechanism may be a general mechanism including a support tool that temporarily supports the lower punch plate at a point where the compacting by the punch is completed, and a release unit that releases the support by the support tool.
下パンチが1つしかない金型装置であれば、段付きダイを支持する可動プレートをヨークに対して相対移動不可に連結することが許容される場合がある。 If the mold apparatus has only one lower punch, it may be permitted to connect the movable plate supporting the stepped die so as not to move relative to the yoke.
下パンチが複数設けられる場合には、その下パンチのどれか1つを支持する下パンチプレートを上記可動プレートとして兼用することができる。その場合には、兼用する下パンチプレートとヨークを、その両者の間に両者をパンチ軸方向に相対移動させるシリンダアクチュエータなどの昇降機構を介在して連結する。 When a plurality of lower punches are provided, a lower punch plate that supports any one of the lower punches can also be used as the movable plate. In that case, the lower punch plate and the yoke that are also used are connected via an elevation mechanism such as a cylinder actuator that relatively moves both in the punch axis direction.
このほか、兼用する下パンチプレートをヨークに対してパンチ軸方向の相対移動が許容されるように連結する金型装置においては、段付きダイとダイプレートをパンチ軸方向相対移動可能に組み合わせるのがよい。また、段付きダイとダイプレートの間の隙間にはダストシールを介在するのが好ましい。 In addition, in a mold apparatus that connects the lower punch plate, which is also used, to the yoke so that relative movement in the punch axis direction is allowed, the stepped die and the die plate are combined so as to be capable of relative movement in the punch axis direction. Good. Moreover, it is preferable to interpose a dust seal in the gap between the stepped die and the die plate.
この発明の金型装置は、段付きダイの支持をダイの下方に設けた可動プレートで行うので、段付きダイが受けるパンチ軸方向の成形荷重がダイプレートに加わらない。そのために、ダイプレートの強度不足の問題が起こらず、ダイプレートでの支持が不安視される段付きダイを使用しても、その段付きダイの安定した支持がなされて安定した成形が保証される。 In the mold apparatus according to the present invention, since the stepped die is supported by the movable plate provided below the die, the molding load in the punch axis direction received by the stepped die is not applied to the die plate. For this reason, the problem of insufficient strength of the die plate does not occur, and even if a stepped die whose support on the die plate is anxious is used, the stable support of the stepped die is made and stable molding is guaranteed. The
以下、この発明の粉末成形機用金型装置の実施の形態を、添付図面の図1〜図4に基づいて説明する。図1に示した金型装置は、図5に示すような歯付きリングRの成形に利用するものであって、段付きダイ1、上パンチ2、下パンチ3、及びコアロッド4を備えている。
Embodiments of a mold apparatus for a powder molding machine according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The mold apparatus shown in FIG. 1 is used for forming a toothed ring R as shown in FIG. 5 and includes a stepped die 1, an
段付きダイ1は、径方向に入り込んだ成形面1a(図3、図4参照)を有しており、粉末を成形する時に成形面1aにパンチ軸方向の成形圧が加わるものが設けられている。
The stepped die 1 has a
例示のコアロッド4は昇降機構(図示せず)を介してヨーク6に連結されるが、このコアロッド4とコアロッドを個別に上下動させる昇降機構は必要に応じて設けられるものであって必須の要素ではない。5はダイプレートである。このダイプレート5は、ヨーク6に連結ロッド7を介して連結されている。ヨーク6は、粉末成形用プレス機の下ラム(図示省略)によって駆動される。
The illustrated
段付きダイ1の下方には、受け治具8と可動プレート9が配置されている。10は下パンチ3を支持する位置固定のベースプレート(下パンチプレート)である。このベースプレート10と段付きダイ1との間に受け治具8と可動プレート9が設置され、段付きダイ1の支持が受け治具8を介して可動プレート9によってなされている。
A receiving
受け治具8は、筒状をなすものを設けている。その筒状の受け治具8で段付きダイ1を支えており、点在させた複数本の連結ロッドで段付きダイを支える形態や連結ロッドを介してヨークに連結されたダイプレートで段付きダイを支える形態と比較して高い支持剛性が得られる。
The
例示の金型装置の可動プレート9は、昇降機構(図のそれはシリンダアクチュエータ)11と複数本のロッド12を介してヨーク6に繋がれている。それぞれのロッド12は昇降機構11によって押し引きされ、その押し引きによって段付きダイ1とヨーク6の間にパンチ軸方向の相対移動が起こる。
The
図1の13は、段付きダイ1が圧粉完了点まで降下したときに、その段付きダイを支持した可動プレート9を一時的に停止させて支持する支持具である。
図示の支持具13は、ベースプレート10上に設けた位置固定の支持部13aと可動プレート9の下部にスライド可能に設けたフォーク13bとからなる。その支持具13による可動プレート9の一時停止点における支持は、解除手段14によって解除可能となっている。図示の解除手段14は、ダイプレート5に固定されたエジェクションロッド15の下端のカム14aとフォーク13bに取り付けたカムフォロア14bとからなる。
The illustrated
その支持具13と解除手段14は、成形して得られた粉末成形体を段付きダイ1から抜き出す型抜き機構を構成するものである。
The
即ち、段付きダイ1は、上パンチ2がダイの穴に入り込んでダイと下パンチとコアロッド間に形成されるキャビティC(図4参照)に投入された粉末P(図3参照)の成形が開始されると、ヨーク6を伴ってフォーク13bが支持部13aに受け支えられる位置(つまりはベースプレート6に受け支えられる位置)まで降下し、その位置(圧粉完了点)で成形が完了する。
That is, in the stepped die 1, the powder P (see FIG. 3) charged into the cavity C (see FIG. 4) formed between the die, the lower punch, and the core rod by the
その後、カム14aとカムフォロア14bの働きによってフォーク13bが押し退けられて支持部13aによる受け止め部から退避し、これにより、可動プレート9がフォーク13bを伴って圧粉完了点から図2の位置までさらに引き下げられ、成形体A(図4参照)が段付きダイ1から抜き出される。
Thereafter, the
このように、成形圧を受けた可動プレート9の支持がベースプレート10によってなされるため可動プレート9に対する重量制限は殆どなく、可動プレート9として肉厚の大きな高強度プレートを使用することができる。このために、可動プレート9の成形荷重による破損の懸念が生じない。
As described above, since the
段付きダイ1とダイプレート5は、両者間に粉末の噛み込みが起こりにくい大きさの隙間を設けて組み合わされている。そして、その段付きダイ1とダイプレート5間の隙間の入口付近に隙間を塞いで粉末の入り込みを抑制するダストシール16(図3、図4参照)を設置している。図示の装置では、ダストシール16の保持がダイプレート5によってなされているが、ダストシール16は段付きダイ1で保持することもできる。
The stepped die 1 and the
成形時に使用する原料粉末が金型要素に対して攻撃性の高いステンレス粉などである場合、金型要素の摺動界面などに粉末が噛み込むことは好ましくない。そこで、段付きダイ1とダイプレート5間の隙間を意図的に大きくして粉末の噛み込みを起こり難くしており、その構造では粉末が金型間の隙間に入り込み易くなることから、それを防止する目的でダストシール16を設けたが、そのダストシール16は好ましい要素に過ぎない。
When the raw material powder used at the time of molding is stainless powder or the like that is highly aggressive to the mold element, it is not preferable that the powder bites into the sliding interface of the mold element. Therefore, the gap between the stepped die 1 and the
可動プレート9は、下パンチが複数設けられる金型装置においては、下パンチプレートを兼用することができる。例えば、下パンチがベースプレート10で支持する下1パンチと、型抜き行程において成形位置から引き下げる必要がある下2パンチの2者で構成される場合、受け治具8を介して下2パンチを支持する下パンチプレートで段付きダイ1を支持することが可能である。
The
図1、図2に例示した金型装置を試作した。可動プレート9の最大耐荷重を500トン、ダイプレート5の最大耐荷重を200トンとし、さらに、受け治具8は、円筒状ピースを数個継ぎ足したものを使用し、その受け治具8を介して可動プレート9で段付きダイ1を支持した。
The mold apparatus illustrated in FIG. 1 and FIG. The maximum load capacity of the
その試作金型装置を使用してステンレス粉の成形を行なった。この成形では、段付きダイ1に対して約180トンの成形荷重がパンチ軸方向に加わる。 Stainless steel powder was formed using the prototype mold apparatus. In this molding, a molding load of about 180 tons is applied to the stepped die 1 in the punch axis direction.
その結果、安定した成形が繰り返され、従来断念していた製品の成形が可能であることを確認できた。 As a result, stable molding was repeated, and it was confirmed that it was possible to mold a product that had been abandoned in the past.
1 段付きダイ
1a 軸方向の荷重を受ける成形面
2 上パンチ
3 下パンチ
4 コアロッド
5 ダイプレート
6 ヨーク
7 連結ロッド
8 受け治具
9 可動プレート
10 ベースプレート
11 昇降機構
12 ロッド
13 支持具
13a 支持部
13b フォーク
14 解除手段
14a カム
14b カムフォロア
15 エジェクションロッド
16 ダストシール
R 歯付きリング
C キャビティ
P 粉末
A 成形体
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JPH0994699A (en) * | 1996-01-12 | 1997-04-08 | Mazda Motor Corp | Powder compacting device |
JP2006212702A (en) * | 2005-01-05 | 2006-08-17 | Kikusui Seisakusho Ltd | Compression molding machine for powder material |
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