JP2598468B2 - 粉末成形装置 - Google Patents

粉末成形装置

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、浮動コアロッドを有する粉末成形装置、
より詳しくは、コアロッドとの摩擦抵抗に起因する粉末
材料の不均一圧縮を無くして密度差の少ない高品質の粉
末成形品を製造可能となした粉末成形装置に関する。
〔従来の技術〕
粉末成形品の内径穴を成形するコアロッドは、例え
ば、「JPMA4−1987 P,29(ウィズドロアル法 上一
段、下二段ツールセット例)」に示される如くヨークプ
レートに固定するものと、同技術資料の「P,40(2)80
30 浮動コアロッド」の欄に示される如くヨークプレー
トに浮動状態に連結するもののいずれかが一般的に用い
られている。
第4図に浮動コアロッドを有する成形装置(ダイセッ
ト)の一例を示す。図の1はダイ、2はコアロッド、3
は上パンチ、4は3に対向させた下パンチ、5はキャビ
ティ、6は上パンチプレート、7はダイプレート、8は
6に固定して7に貫通させたガイド棒、9は4を支持す
る固定プレート、10はヨークプレート、11は10を駆動す
るプレス機の下ラム、12は11と2との間に設けたコアロ
ッド浮動用シリンダー、13は11と9を連結する支柱、14
は10を取付けるプレス本体である。
〔発明が解決しようとする課題〕
粉末成形装置のダイは、上下パンチによる粉末材料の
圧縮開始時から圧縮完了の工程にかけてプレス下ラムに
より徐々に引き下げられる。従って、コアロッドがヨー
クプレートに固定されている装置では、当然にコアロッ
ドもダイと共に降下することになる。ところが、粉末材
料の圧縮が進行するに従ってコアロッドを停止させよう
とする材料とコアロッド間の摩擦抵抗が増加していく。
そのため、コアロッドをヨークプレートに固定した装
置は、内径に対して全長の長い製品の圧縮成形ではコア
ロッドが大きな引張応力を受けて破損する恐れがあり安
定な成形が望めない。
そこで、第4図に示すコアロッドの浮動方式が考えら
れている。しかしながら、この方式によると、成形品の
密度が高まるにつれて増加してくる上記の摩擦抵抗のた
めにダイ1に対してコアロッド2の下降が遅れ、さら
に、圧縮完了前にそのロッドが下降を停止するので、第
5図の圧縮完了位置では、図のように、1と2の上面位
置に大きな差が生じる。これ等の状況は、コアロッド2
周辺の粉末を成形品Aの上部に移動させる結果となり、
製品の上部側の密度上昇につながる。そのため、密度の
平均した高品質製品が得られず、さらに、上パンチ等が
不必要に強い圧力を受けて早期のうちに傷むなどの問題
が生じている。
この発明は、浮動コアロッド方式の成形装置に見られ
る前述の問題点を無くすことを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明の粉末成形装置は、上パンチのコア孔内に粉
末材料の圧縮途中でコアロッドの上面に接するコアロッ
ド押し下げ面を設けたところに特徴を有するものであ
る。
なお、コアロッド押し下げ面は、上パンチ自体に形成
してもよいが、上パンチとは別部品に形成してその部品
を交換可能又は高さ位置調整可能に上パンチ内に組込む
と後述の利点が生じる。
〔作用〕
上パンチ側にコアロッドの押し下げ面を設けると、こ
の面がコアロッドに当接した時点からコアロッドが上パ
ンチと行動を共にして下降し、圧縮完了までの工程にお
けるダイとコアロッドの下降量差(圧縮中のダイとコア
ロッドの相対移動量)が小さくなる。このため、摩擦抵
抗でコアロッドに引きづられる粉末材料の上部側への移
動量が少なくなる。
また、コアロッドを上から加圧して押し下げると、摩
擦抵抗が増加してもコアロッドには引張応力が全く作用
しない。このコアロッドは引張りには弱いが圧縮には強
く、従って、かかる降下力の入力形態であれば、コアロ
ッドの保護の目的も達成される。
さらに、上記の下降量差は、粉末材料の性状や成形品
の長さ等によって最適値が変わるが、コア押し下げ面を
上パンチとは別部品に設けた場合には、その上パンチと
は別部品の交換或いは位置調整で下降量差の変化に対処
できるため、下降量差の変更が必要な場合にも上パンチ
を交換せずに済む。また、上パンチと別部品のいずれか
が寿命になったときの個別交換も可能となり、経済的な
無駄がでない。
〔実施例〕
第1図乃至第3図に、この発明の実施例を示す。な
お、第1図の符号1〜14は第4図で述べた機械要素と同
一要素であるので、再説明を省き、実施例についての説
明はこの発明の特徴部のみとする。
先ず、第1図の装置は、上パンチ3のコア孔3a内にそ
の孔の上部側を埋める治具15を挿入し、その治具の下端
にコアロッド押し下げ面16を形成した構成である。この
装置の治具15はストッパ17で下向きには抜け止めしてあ
るが、上パンチ3を上パンチプレート6から外すと3か
らの抜き取りが許容され、異長治具や新品治具との交換
が可能になる。
次に、第2図は上パンチ3のコア孔3aを盲孔にしてコ
アロッド押し下げ面16を上パンチに一体に形成したも
の、一方、第3図は第1図の治具に代えて下端のコアロ
ッド押し下げ面16にレンチ孔を設けた螺子18をコア孔3a
内に螺合し、この螺子のねじ込み量調整によって面16の
高さ位置可能となしたものであり、これ等を採用しても
発明の目的は達成される。
即ち、例示の装置は、ダイ1のキャビティ5内に粉末
材料を充填し、その後、上ラムを駆動して上パンチ3を
キャビティ5内に挿入しつつ下ラム11を下降させ、ダイ
1を引き下げながら材料を上下に圧縮するが、この一連
の動作の中で、成形品Aの密度上昇によりダイ1の下降
に対してコアロッド2の下降が遅れ出すとコア孔3aに対
する2の挿入量が次第に増加して押し下げ面16がコアロ
ッド2の上面に当接する。そしてこの後、上パンチ3と
行動を共にする面16が2を押し下げるため、2は3と共
に下降し、このために圧縮完了時の1と2の下降量差が
小さくなって密度分布のばらつきが抑制される。
なお、圧縮完了後は、下ラム11を駆動してダイプレー
ト7を下降させることにより先ず成形品の外径側を型抜
きする。この外径側の型抜き時には、コアロッド2は成
形品との間の摩擦抵抗で圧縮完了位置に保持され、従っ
て、浮動用シリンダ12は1と2の下降量差Δxと同量ラ
ムが押し出された状態になっている。次に、外径側の型
抜きが完了すると、拘束力の解放による成形品のスプリ
ングバック作用でコアロッド2と成形品との間の摩擦抵
抗は急激に低下する。そのため、シリンダ12に常時加え
られている下向きの力が低下した摩擦抵抗に勝ってコア
ロッド2が引き下げられ、コアロッド2の型抜きが完了
する。
次に、第1図に示す実施例の装置と第4図に示す従来
装置を用いたこの発明の効果の確認実験結果を下記す
る。
実験は、同一材料を用いて圧縮後、軸方向長さが50m
m、外径11mm、内径5mmとなる成形品について行ない、圧
縮後、各々の成形品の上端側と下端側の密度分布差を比
較した。この実験では、従来装置を用いた場合、成形品
密度が上部側で7.0、下部側で6.8であり、上下の密度分
布に0.2の差があった。これに対し、この発明の装置を
用いたときには上部側密度が6.83、下部側のそれが6.80
でその差は僅か0.03であった。
また、この発明の装置は、成形の繰返えしによる上パ
ンチの破損等も生じなかった。
〔効果〕
以上のように、この発明の装置は、上パンチのコア孔
内にコアロッド押し下げ面を設けると云う手間のかから
ない処置によって、浮動コアロッドを具備する装置に見
られる成形中のコアロッドによる粉末材料の引きずりの
問題を無くすことができ、そのため、密度分布のほぼ一
定した高品質の製品が得られ、製品の信頼性向上に寄与
できると共に、不良品の発生による材料や労力の無駄も
無くなると云う効果がある。
また、密度分布の均一化による負荷荷重の低減によ
り、上パンチ等の破損も減少すると云う効果もあり、不
良品が生じ難くなることを併せ考えると成形の大巾なコ
ストダウンにもつながる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の装置の一実施例を圧縮の完了状態
にして示す断面図、第2図及び第3図は上パンチ部の変
形例を示す断面図、第4図は浮動コアロッドを用いた従
来装置の圧縮前の断面図、第5図は同装置の圧縮完了装
置を示す要部断面図である。 1……ダイ、2……コアロッド、 3……上パンチ、3a……コア孔、 4……下パンチ、5……キャビティ、 6……上パンチプレート、 7……ダイプレート、8……ガイド棒、 9……固定プレート、10……ヨークプレート、 11……下ラム、 12……コアロッド浮動用シリンダ、 13……支柱、14……プレス本体、 15……治具、 16……コアロッド押し下げ面、 17……ストッパ、18……螺子。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイ、コアロッド、上下パンチを具備し、
    下パンチ側に設けた上記コアロッドを浮動状態にしてダ
    イ内の粉末材料を上下パンチで圧縮する粉末成形装置に
    おいて、上記上パンチのコア孔内に粉末材料の圧縮途中
    でコアロッドの上面に接するコアロッド押し下げ面を設
    けたことを特徴とする粉末成形装置。
  2. 【請求項2】上記押し下げ面を上パンチに一体に形成し
    た請求項(1)記載の粉末成形装置。
  3. 【請求項3】上記押し下げ面を上パンチとは別部品に形
    成し、その部品を交換可能又は高さ位置調整可能に上パ
    ンチ内に組込んだ請求項(1)記載の粉末成形装置。
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