JP2017052999A - Sizing die for ring-shaped sintered compact - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉末冶金法で製造されるリング状焼結体の寸法矯正を行うサイジング金型に関する。より詳しくは、リング状焼結体の端面に対する外径面の直角度を向上させ得るサイジング金型に関する。 The present invention relates to a sizing mold for correcting the dimensions of a ring-shaped sintered body produced by a powder metallurgy method. More specifically, the present invention relates to a sizing mold that can improve the perpendicularity of the outer diameter surface with respect to the end surface of the ring-shaped sintered body.
粉末冶金法で製造されるリング状焼結体の代表的な製品として、例えば、内接歯車式ポンプに利用されるアウターロータがある。そのアウターロータについては、焼結後にサイジング処理を施して寸法を矯正し、併せて、表層の空孔を潰すことが行われている。 As a typical product of the ring-shaped sintered body manufactured by the powder metallurgy method, for example, there is an outer rotor used for an internal gear pump. For the outer rotor, sizing treatment is performed after sintering to correct the dimensions, and at the same time, the pores in the surface layer are crushed.
そのアウターロータのサイジング処理に関する先行文献としては、例えば、下記特許文献１がある。 As a prior document regarding the sizing process of the outer rotor, for example, there is Patent Document 1 below.
その特許文献１のサイジング方法は、上パンチによってダイのサイジング穴に押し込まれたリング状焼結体（環状ロータ）が下パンチの上端に接触した位置からダイを降下させながら上下のパンチによる焼結体の加圧を行うものである。 In the sizing method of Patent Document 1, the ring-shaped sintered body (annular rotor) pushed into the sizing hole of the die by the upper punch is sintered by the upper and lower punches while lowering the die from the position where it contacts the upper end of the lower punch. Pressurizes the body.
なお、焼結体の一般的な方法によるサイジングは、ダイが定位置に固定されたサイジング金型を用いて行われる。 The sizing of the sintered body by a general method is performed using a sizing die in which a die is fixed at a fixed position.
また、リング状焼結体のサイジングについては、ストレート形状のコアロッドを採用してダイのサイジング穴でリング状焼結体の外径面を、コアロッドの外周でリング状焼結体の内径面をそれぞれしごく方法が採られている。 For the sizing of the ring-shaped sintered body, a straight core rod is used, the outer diameter surface of the ring-shaped sintered body is set at the die sizing hole, and the inner diameter surface of the ring-shaped sintered body is set at the outer periphery of the core rod. The method is adopted.
従来のリング状焼結体用の一般的なサイジング金型を図７に示す。図中２はダイ、３は上パンチ、４は下パンチ、５はコアロッドである。 A general sizing die for a conventional ring-shaped sintered body is shown in FIG. In the figure, 2 is a die, 3 is an upper punch, 4 is a lower punch, and 5 is a core rod.
このサイジング金型１のダイ２とコアロッド５は定位置に固定されている。このサイジング金型１によるサイジングは、下パンチ４を、その下パンチ先端がダイ２の上面と面位置が揃うところまで上昇させる。
The die 2 and the
そして、この位置で下パンチ４上にリング状焼結体Ａを載せ、この後、下パンチ４を上パンチ３と同一速度で降下させながらリング状焼結体Ａを上パンチ３で押してダイ２のサイジング穴２ａに押し込む。
Then, the ring-shaped sintered body A is placed on the lower punch 4 at this position, and then the ring-shaped sintered body A is pushed by the
これにより、リング状焼結体Ａの外側と内側がしごかれて内外径の寸法が矯正される。なお、従来法で設定される内外径のサイジング代は、半径で０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度である。 Thereby, the outer side and inner side of the ring-shaped sintered body A are squeezed to correct the inner and outer diameters. The sizing allowance of the inner and outer diameters set by the conventional method is about 0.02 mm to 0.05 mm in radius.
ダイとコアロッドが定位置に固定されたサイジング金型を用いて行う従来法でのサイジングでは、上パンチから加えられる圧力のみで焼結体の押し込み、圧縮が行われる。 In sizing by a conventional method performed using a sizing die in which a die and a core rod are fixed in place, the sintered body is pushed and compressed only by pressure applied from the upper punch.
これが原因で、焼結体の上パンチに加圧された側と下パンチに加圧された側の密度、組成変形量及び弾性変形量に差が生じる。 This causes a difference in density, composition deformation amount, and elastic deformation amount between the side pressed to the upper punch and the side pressed to the lower punch.
そのために、サイジング後の焼結体をダイから抜き出したときの焼結体の径方向スプリングバック量が焼結体の上パンチに加圧された側と下パンチに受けられた側とで異なったものになる。 Therefore, the amount of radial springback of the sintered body when the sintered body after sizing was extracted from the die was different between the side pressed by the upper punch of the sintered body and the side received by the lower punch. Become a thing.
焼結体は、上パンチに加圧される側が下パンチに受けられる側よりもきつく圧縮されるため、上パンチに加圧される側の径方向スプリングバック量が下パンチに受けられる側よりも大きくなる。 Since the sintered body is compressed more tightly on the side pressed by the upper punch than the side received by the lower punch, the radial springback amount on the side pressed by the upper punch is more than the side received by the lower punch. growing.
その結果、リング状焼結体Ａは、図８に示すように、一端側と他端側の内外径に差が生じ（上パンチに加圧される側の径が大きくなる）、外径面ｆｏと内径面ｆｉが端面ｆｅに対して傾く。その傾きは、リング状焼結体の用途によっては製品の性能を左右し、修正が必要になる。 As a result, as shown in FIG. 8, the ring-shaped sintered body A has a difference in inner and outer diameters at one end side and the other end side (the diameter on the side pressed by the upper punch increases), and the outer diameter surface The fo and the inner diameter face fi are inclined with respect to the end face fe. The inclination affects the performance of the product depending on the use of the ring-shaped sintered body and needs to be corrected.
例えば、車両の変速機に採用されるオイルポンプ用のアウターロータの中には、外径面の直角度（端面に対する直角度）に関し、従来のサイジング法では保証できないほどの高い精度が要求されるものがある。 For example, in an outer rotor for an oil pump employed in a transmission of a vehicle, a high degree of accuracy that cannot be guaranteed by a conventional sizing method is required regarding the perpendicularity of the outer diameter surface (perpendicularity to the end surface). There is something.
その要求がある場合、従来は、サイジング後の製品について、外径面の直角度の全数検査を実施し、要求精度を満たさない製品は、機械加工して要求精度を確保する方法が採られている。 If there is such a requirement, conventionally, the sizing product is subjected to a fullness inspection of the perpendicularity of the outer diameter surface, and products that do not meet the required accuracy are machined to ensure the required accuracy. Yes.
その全数検査と精度不備と判定された製品の外径面の機械加工は、製品の生産性を考えると好ましいことではない。 100% inspection and machining of the outer diameter surface of the product determined to be inaccurate are not preferable in view of product productivity.
そこで本発明は、リング状焼結体用サイジング金型を、外周面の直角度について高精度が得られ、その外周面の直角度に関する全数検査と機械加工による外周面の直角度修正が不要になるものにすることを目的とする。 Therefore, the present invention provides a ring-shaped sintered body sizing die with high accuracy for the perpendicularity of the outer peripheral surface, and eliminates the need for 100% inspection and perpendicularity correction of the outer peripheral surface by machining. The purpose is to become.
この発明の一態様に係るリング状焼結体用サイジング金型は、サイジング穴を有するダイ、上パンチ、下パンチ及び内径サイジング部を有するコアロッドを備え、前記ダイとコアロッドが定位置に固定されてそのダイとコアロッド間に矯正されるリング状焼結体が上パンチによって押し込まれるように構成されており、
さらに、前記コアロッドの内径サイジング部は上側が小径のテーパ形状を有し、なおかつ、その内径サイジング部は、前記サイジング穴の入口と同じ高さ位置から下に向かって所定長さ範囲ではサイジング代がゼロに設定され、前記所定長さ範囲を除く領域にはサイジング代が付与されているものである。
A sizing mold for a ring-shaped sintered body according to an aspect of the present invention includes a die having a sizing hole, an upper punch, a lower punch, and a core rod having an inner diameter sizing portion, and the die and the core rod are fixed in place. The ring-shaped sintered body corrected between the die and the core rod is configured to be pushed by the upper punch,
Further, the inner diameter sizing portion of the core rod has a tapered shape with a small diameter on the upper side, and the inner diameter sizing portion has a sizing margin in a predetermined length range from the same height position as the inlet of the sizing hole. A sizing allowance is given to the region set to zero and excluding the predetermined length range.
本発明のサイジング金型によれば、リング状焼結体の外径面のサイジングによる傾きが抑制され、その外径面が端面に対して高い直角度を有した面に仕上がる。 According to the sizing mold of the present invention, the inclination due to the sizing of the outer diameter surface of the ring-shaped sintered body is suppressed, and the outer diameter surface is finished to a surface having a high squareness with respect to the end surface.
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係るリング状焼結体用サイジング金型を以下に挙げる。そのサイジング金型は、サイジング穴を有するダイと、上パンチ、下パンチ及び内径サイジング部を有するコアロッドを備える。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
A sizing mold for a ring-shaped sintered body according to one embodiment of the present invention will be given below. The sizing mold includes a die having a sizing hole, and a core rod having an upper punch, a lower punch, and an inner diameter sizing portion.
前記ダイとコアロッドは定位置に固定され、そのダイとコアロッド間にリング状焼結体が上パンチによって押し込まれるようになっている。 The die and the core rod are fixed in place, and a ring-shaped sintered body is pushed between the die and the core rod by an upper punch.
また、前記コアロッドの内径サイジング部は、上側が小径のテーパ形状を有しており、なおかつ、その内径サイジング部は、前記サイジング穴の入口と同じ高さ位置から下に向かって所定長さ範囲ではサイジング代がゼロに設定され、前記所定長さ範囲を除く領域にはサイジング代が付与されてサイジング代付与部において前記リング状焼結体の内径面のサイジングがなされるように設計されている。 The inner diameter sizing portion of the core rod has a tapered shape with a small diameter on the upper side, and the inner diameter sizing portion has a predetermined length range downward from the same height position as the inlet of the sizing hole. The sizing allowance is set to zero, and the sizing allowance is applied to the region excluding the predetermined length range, and the inner surface of the ring-shaped sintered body is sized at the sizing allowance applying portion.
前記サイジング穴とは、ダイに設けられた穴のうち、リング状焼結体の外径面のサイジングが実質的に開始される領域を言う。また、そのサイジング穴の入口とはサイジングが開始される位置を言う。 The sizing hole refers to a region where sizing of the outer diameter surface of the ring-shaped sintered body is substantially started among the holes provided in the die. The entrance of the sizing hole is a position where sizing is started.
そのサイジング穴は、従来金型と同様、入口部にサイジング代が徐々に増加するテーパを付し、その他の箇所はストレートに構成された穴にする。 As in the conventional mold, the sizing hole has a taper that gradually increases the sizing allowance at the inlet, and the other portions are straight holes.
前記コアロッドの内径サイジング部は、その部位の軸方向寸法がリング状焼結体のサイジング完了時の厚み（上パンチが下死点に到達した位置での厚み）よりも大に設定される。 In the inner diameter sizing portion of the core rod, the axial dimension of the portion is set larger than the thickness when the sizing of the ring-shaped sintered body is completed (the thickness at the position where the upper punch reaches the bottom dead center).
サイジング代付与領域の長さにサイジング代ゼロの領域の長さを加算した長さが内径サイジング部の軸方向寸法となる。 A length obtained by adding the length of the zero sizing allowance to the length of the sizing allowance giving region becomes the axial dimension of the inner diameter sizing portion.
サイジング代付与領域の長さは、リング状焼結体の内径部の全域がサイジングされるようにするためにリング状焼結体のサイジング完了時の厚みよりも長くする。 The length of the sizing allowance imparting region is longer than the thickness at the completion of sizing of the ring-shaped sintered body so that the entire inner diameter portion of the ring-shaped sintered body is sized.
コアロッドの内径サイジング部のテーパ角は、リング状焼結体の内径面の直角度が公差内に収まるように設定する。 The taper angle of the inner diameter sizing portion of the core rod is set so that the perpendicularity of the inner diameter surface of the ring-shaped sintered body is within the tolerance.
さらに、前記内径サイジング部のサイジング代がゼロに設定される領域の軸方向長さは、リング状焼結体のサイジング完了時の厚みの少なくとも２５％程度に設定するとよい。 Furthermore, the axial length of the region in which the sizing allowance of the inner diameter sizing portion is set to zero may be set to at least about 25% of the thickness when the sizing of the ring-shaped sintered body is completed.
このように構成されたサイジング金型は、リング状焼結体の外径のサイジング開始が内径のサイジング開始に先行してなされる。 In the sizing die configured as described above, the sizing of the outer diameter of the ring-shaped sintered body is started before the sizing of the inner diameter is started.
このことが有効に作用してリング状焼結体の外径面の直角度が高まる。その理由は、後に詳述する。 This effectively acts to increase the perpendicularity of the outer diameter surface of the ring-shaped sintered body. The reason will be described in detail later.
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の一態様に係るサイジング金型の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれ等の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
Specific examples of the sizing mold according to one aspect of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.
図１に示したサイジング金型１は、ダイ２、上パンチ３、下パンチ４及びコアロッド５を組み合わせたものになっている。
A sizing die 1 shown in FIG. 1 is a combination of a
ダイ２は、リング状焼結体Ａの外径面ｆｏをしごくサイジング穴２ａを有する。また、コアロッド５は、リング状焼結体Ａの歯面（内径面ｆｉ）をしごく内径サイジング部５ａを有する。
The
このダイ２とコアロッド５は、定位置に固定して使用される。下パンチ４は昇降自在であり、サイジング穴２ａに挿入された先端が、サイジング完了位置からダイ２の上面と面一になるところまで上昇させることができる。
The
ダイ２のサイジング穴２ａは、サイジング代が徐々に増加するテーパが入口部に付され、その他の箇所はストレートに構成された穴になっている。また、このサイジング穴２ａによるサイジング代は、半径で０．０１５ｍｍ（従来は最大で０．０１ｍｍ程度）に設定されている。
The sizing
コアロッド５の内径サイジング部（テーパ付与部）５ａは、軸方向寸法Ｌ（図２参照）がリング状焼結体Ａのサイジング完了時の厚み（図１のｔ１）よりも大に設定される。
The inner diameter sizing portion (tapering portion) 5a of the
また、その内径サイジング部５ａは、ダイのサイジング穴２ａの入口（図１のｅ）と同じ高さ位置から下に向かって所定長さ範囲ではサイジング代がゼロに設定され、前記所定長さ範囲を除く領域にはサイジング代が付与されたものになっている。
The inner
そのサイジング代を付与した領域の長さにサイジング代ゼロの領域の長さを加算した長さが内径サイジング部５ａの軸方向寸法となる。
A length obtained by adding the length of the region having no sizing allowance to the length of the region to which the sizing allowance is given becomes the axial dimension of the inner
サイジング代を付与した領域の長さは、リング状焼結体Ａのサイジング完了時の厚みｔ１（図１参照）よりも長くしている。これにより、リング状焼結体Ａの内径部の全域がコアロッド５によってしごかれる。
The length of the region to which the sizing allowance is given is longer than the thickness t1 (see FIG. 1) when the sizing of the ring-shaped sintered body A is completed. As a result, the entire inner diameter portion of the ring-shaped sintered body A is squeezed by the
内接歯車式ポンプのアウターロータ（図５、図６参照）の矯正を行うサイジング金型に採用されるコアロッド５の一例を図２、図３に示す。
An example of the
図示のコアロッド５は、内径サイジング部５ａのテーパ角θがほぼ０．０２４°（片側でほぼ０．０１２°）に設定され、内径サイジング部５ａの下端の外径とその下端から図２において上に前記ｔ１移動した位置の外径との間に半径でΔｄ＝０．００５ｍｍの径差が生じている。
In the illustrated
内径サイジング部５ａの下端と、その下端から図２において上にｔ１移動した位置との間に生じる半径での径差は、上限を上記０．００５ｍｍに設定するのがよい。
It is preferable that the upper limit of the diameter difference between the lower end of the inner
その値が０．００５ｍｍを超えると、サイジング対象のリング状焼結体Ａが内接歯車式ポンプのアウターロータの場合、歯面の直角度低下が無視できないものになり、歯型輪郭精度と歯数差が１枚のインナーロータ（図示せず）との間に生じるチップクリアランス（歯先間隙間）に悪影響がでる虞がある。 When the value exceeds 0.005 mm, when the ring-shaped sintered body A to be sized is the outer rotor of the internal gear pump, the reduction in the squareness of the tooth surface cannot be ignored, and the tooth profile accuracy and the tooth There is a possibility that the chip clearance (gap between teeth) generated between the inner rotor (not shown) having a number difference is adversely affected.
内径サイジング部５ａのサイジング代がゼロに設定される領域の軸方向長さは、リング状焼結体Ａのサイジング完了時厚みｔ１の２５％に設定されている。
The axial length of the region where the sizing allowance of the inner
このように構成された図１のサイジング金型１は、下パンチ４をそのパンチの先端面がダイ２の上面と揃う位置まで上昇させ、この状態で下パンチ４上にサイジング対象のリング状焼結体（例えばアウターロータ）Ａを載せ、そのリング状焼結体Ａが下パンチ４との間に挟まれる位置まで上パンチ３を降下させる。
The sizing mold 1 of FIG. 1 configured as described above raises the lower punch 4 to a position where the tip end surface of the punch is aligned with the upper surface of the
その後、下パンチ４を同調させて降下させながら上パンチ３を降下させ、その上パンチ３でリング状焼結体Ａをダイ２とコアロッド５間に押し込む。
Thereafter, the
この押し込みによりダイ２とコアロッド５によるサイジングが開始される。そのサイジングの開始は、リング状焼結体Ａの外径のサイジング開始が内径のサイジング開始に先行してなされる。
By this pushing, sizing by the
具体的には、リング状焼結体Ａが上パンチ３によってダイ２のサイジング穴２ａに押し込まれる際にサイジング穴２ａのサイジング代の影響で径方向内側に向けて圧縮される。
Specifically, when the ring-shaped sintered body A is pushed into the sizing
このとき、コアロッド５の内径サイジング部５ａの上側はサイジング代がゼロに設定されているため、サイジングの初期にはリング状焼結体Ａを径方向外側に向けて圧縮する力が発生しない。
At this time, since the sizing allowance is set to zero on the upper side of the inner
このように、例示のサイジング金型を使用するとサイジングの初期には外径サイジングのみがなされて内径サイジングはなされない。このことが有効に作用して、リング状焼結体Ａの外径面の直角度が高まる。 Thus, when the exemplary sizing mold is used, only the outer diameter sizing is performed at the initial stage of sizing, and the inner diameter sizing is not performed. This acts effectively and increases the perpendicularity of the outer diameter surface of the ring-shaped sintered body A.
サイジングによるリング状焼結体Ａの変形は、サイジング初期には、内径サイジング代がゼロであるため、リング状焼結体Ａの肉部が内径側に逃げ易くなっており、この状況で外径のサイジングが実施されると従来の一般的な金型によるサイジングに比べて塑性変形（径方向内側に肉が流れる塑性変形）の割合が高まる。 In the deformation of the ring-shaped sintered body A due to sizing, since the inner diameter sizing allowance is zero at the initial stage of sizing, the meat portion of the ring-shaped sintered body A easily escapes to the inner diameter side. When the sizing is performed, the ratio of plastic deformation (plastic deformation in which meat flows radially inward) is increased as compared with sizing by a conventional general mold.
その塑性変形の割合は、ダイのサイジング穴２ａによるサイジング代を従来よりも大きな０．０３ｍｍに設定したことによっても高められる。
The ratio of the plastic deformation can be increased by setting the sizing allowance by the sizing
また、サイジング後のリング状焼結体Ａは、コアロッド５の内径サイジング部５ａをテーパにしたことにより、内径側が開放された状態、外径側はダイのサイジング穴に接した状態で下パンチ４に突き上げられてダイ２から抜き出される。
In addition, the ring-shaped sintered body A after sizing has the inner
これらの相乗効果により、サイジング後にリング状焼結体Ａをダイから抜き出したときの同ロータの拡径方向へのスプリングバック量が従来よりも小さくなって外径面ｆｏの傾きが抑制されると考えられる。 Due to these synergistic effects, when the ring-shaped sintered body A is extracted from the die after sizing, the amount of spring back in the diameter-expanding direction of the rotor becomes smaller than before, and the inclination of the outer diameter surface fo is suppressed. Conceivable.
図１の金型を用いてサイジングされたリング状焼結体Ａの外径面ｆｏ及び内径面ｆｉの状況を図４に示す。このように、外径面ｆｏは、端面ｆｅに対する直角度が良好な面になる。 FIG. 4 shows the state of the outer diameter surface fo and the inner diameter surface fi of the ring-shaped sintered body A sized using the mold of FIG. Thus, the outer diameter surface fo is a surface having a good perpendicularity to the end surface fe.
図２のコアロッドを備える図１の実施形態のサイジング金型１と、ダイのサイジング穴のサイジング代＝０．０３ｍｍ、コアロッドの内径サイジング部がストレートでその内径サイジング部のサイジング代＝０．０２ｍｍの図７に示したような従来のサイジング金型を用いて、鉄系粉末で形成された外径Ｄ＝２９．５ｍｍ、歯先径ｄ１＝１７．１８ｍｍ、歯底径ｄ２＝２４．５ｍｍ、厚み＝１３．５ｍｍ、歯数ｎ＝６、密度：６．７ｇ／ｃｍ３の（図５，図６）に示したアウターロータのサイジングを行った。サイジング荷重は約２６ｔｏｎとした。 The sizing mold 1 of the embodiment of FIG. 1 having the core rod of FIG. 2, the sizing allowance of the sizing hole of the die = 0.03 mm, the inner diameter sizing portion of the core rod is straight, and the sizing margin of the inner diameter sizing portion = 0.02 mm. Using a conventional sizing mold as shown in FIG. 7, the outer diameter D = 29.5 mm, the tip diameter d1 = 17.18 mm, the root diameter d2 = 24.5 mm, and the thickness formed of iron-based powder. The outer rotor was sized as shown in FIGS. 5 and 6 (= 13.5 mm, number of teeth n = 6, density: 6.7 g / cm 3 ). The sizing load was about 26 tons.
実施形態のサイジング金型１は、ダイ２のサイジング穴２ａのサイジング代が０．０３ｍｍに設定され、さらに、コアロッド５の図２に示した軸方向寸法Ｌ＝１７ｍｍ、内径サイジング部５ａの下端の外径とその下端から図２において上にｔ１移動した位置の外径との間の半径での径差０．００５ｍｍ、内径サイジング部５ａの最大部サイジング代＝０．０２ｍｍとなっている。
In the sizing die 1 of the embodiment, the sizing allowance of the sizing
試験は、実施形態のサイジング金型１では１０個の試料の矯正を、従来のサイジング金型では３０個の試料の矯正をそれぞれ行った。そして、サイジング後の試料の外径と外径面の直角度を円筒形状測定機（東京精密製、商品名:ロンコム）を用いて調べた。 In the test, 10 samples were corrected in the sizing mold 1 of the embodiment, and 30 samples were corrected in the conventional sizing mold. And the squareness of the outer diameter of the sample after sizing and an outer diameter surface was investigated using the cylindrical shape measuring machine (The Tokyo Seimitsu make, brand name: Roncom).
なお、従来のサイジング金型で矯正した試料については外径面の直角度は３０個の試料中の１０個について行った。 In addition, about the sample correct | amended with the conventional sizing metal mold | die, the squareness of the outer diameter surface was performed about 10 out of 30 samples.
外径の測定は、図５の０°位置、４５°位置、９０°位置、１３５°位置の４箇所においてアウターロータの上部径、厚み方向中間部径、下部径をそれぞれ求めた。 For the measurement of the outer diameter, the upper diameter, the thickness direction intermediate diameter, and the lower diameter of the outer rotor were obtained at four positions of 0 ° position, 45 ° position, 90 ° position, and 135 ° position in FIG.
また、外径面の直角度の測定は、図６のＡ〜Ｄの４箇所（９０°等分点）の直角度を測定した。 In addition, the perpendicularity of the outer diameter surface was measured by measuring the perpendicularity at four locations (90 ° equally divided points) A to D in FIG.
製品に対する外径の要求規格は、基準値２９．５ｍｍ、振れの上限規格−０．００８ｍｍ、下限規格−０．０５８ｍｍである。 The required standard of the outer diameter for the product is a reference value of 29.5 mm, an upper limit standard of run-0.008 mm, and a lower limit standard of -0.058 mm.
この規格に対する外径測定値の工程能力指数を求めた。その結果を以下に示す。
・従来のサイジング金型
ＭａｘＣｐ：３．６４、ＭｉｎＣｐ：３．０２
ＭａｘＣｐｋ：２．３７、ＭｉｎＣｐｋ：２．５９
・実施形態のサイジング金型
ＭａｘＣｐ：７．１９、ＭｉｎＣｐ：６．０８
ＭａｘＣｐｋ：４．８０、Ｍｉｎ：５．８６
The process capability index of the outer diameter measurement value for this standard was determined. The results are shown below.
-Conventional sizing mold MaxCp: 3.64, MinCp: 3.02
MaxCpk: 2.37, MinCpk: 2.59
-Sizing die of embodiment MaxCp: 7.19, MinCp: 6.08
MaxCpk: 4.80, Min: 5.86
両側規格における工程能力指数Ｃｐｋは、下記ＣｐｕとＣｐｌの小さい方の値である。また、Ｃｐは、両側の場合の平均値が規格の中央にあるときの値である。
Ｃｐｕ＝（上限規格−平均値）／３σ
Ｃｐｌ＝（下限規格−平均値）／３σ
The process capability index Cpk in the double-sided standard is the smaller value of the following Cpu and Cpl. Cp is a value when the average value in the case of both sides is in the center of the standard.
Cpu = (upper limit standard−average value) / 3σ
Cpl = (lower limit standard−average value) / 3σ
上記の違いからわかるように、実施形態のサイジング金型を用いれば、外径の工程能力指数が従来金型の２倍程度となり、品質の信頼性が高まる。 As can be seen from the above difference, when the sizing mold of the embodiment is used, the process capability index of the outer diameter is about twice that of the conventional mold, and the reliability of the quality is improved.
次に、外径面の直角度の測定結果を表１に示す。 Next, Table 1 shows the results of measuring the perpendicularity of the outer diameter surface.
外径面の直角度については、長さ１０ｍｍ当たりの振れの上限規格が０．０１５ｍｍの場合の工程能力指数Ｃｐを求めた。 For the perpendicularity of the outer diameter surface, the process capability index Cp was calculated when the upper limit standard of runout per 10 mm length was 0.015 mm.
そのＣｐ値は、従来金型ではＭａｘ：０．５９、Ｍｉｎ：１．６７であるのに対し、実施形態の金型ではＭａｘ：１．８９、Ｍｉｎ：２．１０となっている。 The Cp value is Max: 0.59 and Min: 1.67 in the conventional mold, whereas Max: 1.89 and Min: 2.10 in the mold of the embodiment.
この工程能力指数Ｃｐは、１よりも小さい場合には製品の全数検査が要求される。従来は、その要求を満たせないために全数検査を行って規格値を満たさない製品については外径面の機械加工を実施していたのである。 If the process capability index Cp is less than 1, 100% inspection of the product is required. Conventionally, since the requirement cannot be satisfied, 100% inspection is performed and the outer diameter surface of the product that does not satisfy the standard value is machined.
これに対し、実施形態のサイジング金型で矯正を行った試料は工程能力指数Ｃｐが１を充分に上回っており、そのために、全数検査が不要になり、外径面の機械加工を省くことも可能になっている。 On the other hand, the sample corrected with the sizing mold of the embodiment has a process capability index Cp sufficiently higher than 1, which eliminates the need for 100% inspection and eliminates machining of the outer diameter surface. It is possible.
なお、実施形態のサイジング金型は、コアロッドの内径サイジング部５ａをテーパ形状にしたことにより、サイジング後のリング状焼結体の内径面（アウターロータについては歯面）の直角度がテーパ形状の影響を受けたものになる。
In the sizing mold of the embodiment, the inner
しかしながら、内接歯車式ポンプの場合、インナーロータの直径もサイジングにより一端側の直径（歯先径と歯底径）が他端側の直径よりも大きくなる傾向があり、そのインナーロータの直径が大きい側がアウターロータの内径の大きい側に収まるようにインナーロータとアウターロータを組み合わせることで内径面の直角度の低下を補うことが可能である。 However, in the case of the internal gear type pump, the diameter of the inner rotor also tends to be larger on the one end side (tooth tip diameter and root diameter) than the other end diameter due to sizing. By combining the inner rotor and the outer rotor so that the larger side is accommodated on the larger inner diameter side of the outer rotor, it is possible to compensate for a decrease in the perpendicularity of the inner diameter surface.
加えて、アウターロータの内径については外径ほど厳しい直角度が要求されない。従って、内径面が内径サイジング部のテーパの影響を受けても特に問題は生じない。 In addition, as for the inner diameter of the outer rotor, a stricter perpendicularity than the outer diameter is not required. Therefore, no problem arises even if the inner diameter surface is affected by the taper of the inner diameter sizing portion.
１ サイジング金型
２ ダイ
２ａ サイジング穴
３ 上パンチ
４ 下パンチ
５ コアロッド
５ａ 内径サイジング部
ｅ サイジング穴の入口
Ａ リング状焼結体（アウターロータ）
ｆｏ 外径面
ｆｉ 内径面
Ｌ コアロッドの内径サイジング部の軸方向寸法
ｔ１ リング状焼結体（アウターロータ）のサイジング完了時厚み
θ コアロッドの内径サイジング部のテーパ角
1 Sizing
fo outer diameter surface fi inner diameter surface L axial dimension t1 of core rod inner diameter sizing portion thickness sizing of ring-shaped sintered body (outer rotor) θ taper angle of core rod inner diameter sizing portion
Claims (3)
さらに、前記コアロッドの内径サイジング部は上側が小径のテーパ形状を有し、なおかつ、その内径サイジング部は、前記サイジング穴の入口と同じ高さ位置から下に向かって所定長さ範囲ではサイジング代がゼロに設定され、前記所定長さ範囲を除く領域にはサイジング代が付与されているリング状焼結体用サイジング金型。 A die having a sizing hole, an upper punch, a lower punch, and a core rod having an inner diameter sizing portion are provided, and the die and the core rod are fixed at a fixed position, and a ring-shaped sintered body corrected between the die and the core rod is formed by the upper punch. Configured to be pushed in,
Further, the inner diameter sizing portion of the core rod has a tapered shape with a small diameter on the upper side, and the inner diameter sizing portion has a sizing margin in a predetermined length range from the same height position as the inlet of the sizing hole. A sizing mold for a ring-shaped sintered body, which is set to zero and a sizing allowance is given to a region excluding the predetermined length range.
ここに ｔ１：リング状焼結体のサイジング完了時厚み The taper of the inner diameter sizing portion has a radius difference of 0.005 mm between the outer diameter at the lower end and the outer diameter at the position moved by t1 from the lower end. 2. A sizing mold for a ring-shaped sintered body according to 2.
Where t1: Thickness of ring-shaped sintered body when sizing is completed
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