JP3170781B2 - Al系焼結機械部品の矯正方法 - Google Patents

Al系焼結機械部品の矯正方法

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JP3170781B2 JP02535495A JP2535495A JP3170781B2 JP 3170781 B2 JP3170781 B2 JP 3170781B2 JP 02535495 A JP02535495 A JP 02535495A JP 2535495 A JP2535495 A JP 2535495A JP 3170781 B2 JP3170781 B2 JP 3170781B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金型を用いたAl系焼結
機械部品の矯正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】Al系焼結機械部品は、原料粉末を圧縮し
て圧粉体を成形した後、この圧粉体を加熱して焼結する
ことにより製造されるものであるが、所定寸法を得るた
めに、矯正用金型を用いて焼結後の焼結体に矯正工程を
施すことが行われる。
【0003】図11は、従来の矯正用金型の一例を示し
ている。同図において、1は焼結体である被矯正体で、
この被矯正体1はほぼ円筒形状のものである。矯正用金
型は、上下方向を軸方向(プレス上下軸方向)としてお
り、ダイ2、コアロッド3、下パンチ4および上パンチ
5を備えている。ダイ2はほぼ円筒形状で、このダイ2
内にほぼ円柱形状のコアロッド3が同軸的に位置してい
る。下パンチ4は、ほぼ円筒形状で、ダイ2およびコア
ロッド3間に下方から上下動自在に嵌合している。上パ
ンチ5は、ほぼ円筒形状で、ダイ2およびコアロッド3
間に上方から上下動自在にかつ挿脱自在に嵌合するもの
である。そして、図11に示す従来の矯正用金型におい
て、ダイ2の内面およびコアロッド3の外面は、いずれ
も上下方向にストレートになっている。すなわち、上下
方向を軸方向とする円柱面になっている。
【0004】ポジティブサイジングにおいては、焼結体
からなる被矯正体1の寸法は最終製品寸法より大きめに
なっており、コイニングストックは正(+)に設定され
る。例えば被矯正体1の被矯正面である外面について
は、この被矯正体1の外面の半径からダイ2の内面の半
径を減じた値がコイニングストックaであるが、これが
正に設定される。
【0005】コイニングストックaが正であるから、被
矯正体1はダイ2およびコアロッド3間に押し込まれる
ことになるが、被矯正体1を入りやすく案内するため
に、図12に示すような単数の段付のダイ2あるいはコ
アーロッド3も従来より用いられている。図示のダイ2
の内面は、上部が被矯正体1の外径よりも内径の大きい
径大部2aになっており、この径大部2aの下側にテーパー
状段部2bを介して矯正面2cがある。この矯正面2cは、被
矯正体1とのコイニングストックが正である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれにせ
よ、前記従来の矯正用金型では、コイニングストックa
をあまり大きくできない問題があった。これは、矯正に
際し、被矯正体1の被矯正面である外面あるいは内面の
全体がダイ2の内面あるいはコアーロッド3の外面に接
して、大きな摩擦力が生じるためであり、コイニングス
トックaをあまり大きくすると、ダイ2あるいはコアー
ロッド3が破損する。実際、前記従来の矯正用金型にお
いて、コイニングストックaは20〜30μm が限界だっ
た。
【0007】このため、被矯正体(焼結体)1の寸法が
30μm 以上ばらつくと、実際のコイニングストックaが
負(−)になることがあり、矯正のし方が安定しないこ
とになり、結果的に、矯正後の寸法が不安定となる。
【0008】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、金型の破損を招くことなく、安定した矯
正ができ、安定した矯正後の寸法が得られるAl系焼結機
械部品の矯正方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、焼結後の真密度比が80〜 100%のAl系焼
結機械部品の矯正方法において、ダイと、このダイ内に
位置するコアーロッドと、これらダイおよびコアーロッ
ド間に下方から嵌合する下パンチおよび上方から嵌合す
る上パンチとで成り立つ基本構成を有する矯正用金型を
用い、被矯正体との矯正面となる前記ダイの内面あるい
はコアーロッドの外面のうち少なくともどちらか一方の
面に、前記被矯正体とのコイニングストックが0以下と
なる凹部と、前記被矯正体とのコイニングストックが10
〜 100μm となる凸部とを複数個設け、前記凸部を前記
被矯正体が金型上下軸方向に少なくとも一往復すること
で所定寸法の矯正体を得るものである。
【0010】
【作用】本発明のAl系焼結機械部品の矯正方法では、矯
正に際し、ダイの内面あるいはコアーロッドの外面で、
凸部のみが被矯正体の被矯正面に接触し、凹部は接触せ
ず、したがって、ダイの内面あるいはコアーロッドの外
面と被矯正体との接触面積が小さく、摩擦力が小さくな
ることにより、前記凸部と被矯正体とのコイニングスト
ックが大きくても、矯正用金型が破損しにくい。そし
て、凸部と被矯正体とのコイニングストックを大きくす
ることにより、被矯正体の寸法のばらつきによらず、コ
イニングストックが正で安定し、安定した矯正ができ、
矯正後の寸法を安定させられることになる。なお、凸部
と被矯正体とのコイニングストックが10μm 以下である
と、安定した矯正ができるという効果がなくなり、一
方、コイニングストックが 100μm 以上であると、矯正
用金型が破損しやすくなるので、コイニングストックは
10〜 100μm が好ましい。また、凸部は被矯正体の被矯
正面に部分的に接するにしても、凸部を被矯正体が金型
上下軸方向に少なくとも一往復することにより、被矯正
面全体の矯正がなされ、さらに、凸部が複数あること
は、矯正用金型内における被矯正体の動きを安定した円
滑なものとする。なお、真密度比が80%以下のAl系焼結
体は、もとより十分軟らかく、寸法が出しやすいため、
本発明の技術を応用する意味はない。また、Al系焼結体
は、潰れやすいので、真密度比が 100%でも、本発明の
技術が適用可能である。したがって、本発明は、焼結後
の真密度比が80〜 100%のAl系焼結機械部品が対象とし
て効果的なものである。
【0011】
【実施例】以下、本発明のAl系焼結機械部品の矯正方法
の第1実施例について、図1から図4を参照しながら説
明する。11はほぼ円筒形状の被矯正体で、この被矯正体
11は、Al系焼結体からなり、その焼結後の真密度比は80
〜 100%である。
【0012】矯正用金型は、上下方向を軸方向(プレス
上下軸方向)としており、ダイ12、コアロッド13、下パ
ンチ14および上パンチ15を備えている。ダイ12はほぼ円
筒形状で、このダイ12内にほぼ円柱形状のコアロッド13
が同軸的に位置している。下パンチ14は、ほぼ円筒形状
で、ダイ12およびコアロッド13間に下方から上下動自在
に嵌合している。上パンチ15は、ほぼ円筒形状で、ダイ
12およびコアロッド13間に上方から上下動自在にかつ挿
脱自在に嵌合するものである。
【0013】そして、被矯正体11との矯正面となる前記
ダイ12の内面には、水平な円環状の凹部12a 、凸部12b
、凹部12c 、凸部12d 、凹部12e および凸部12f が上
下に並べて形成されている。図4に詳しく示すように、
そのうち凹部12a ,12c ,12eは、被矯正体11の被矯正
面である外面とのコイニングストックbが0以下となっ
ている。すなわち、凹部12a ,12c ,12e の内径は、被
矯正体11の外径よりも大きくなっている。一方、凸部12
b ,12d ,12f は、被矯正体11の外面とのコイニングス
トックcが10〜 100μm となっている。このコイニング
ストックcは、より好ましくは30〜80μm である。さら
に、各凸部12b ,12d ,12f の高さ方向の幅は、被矯正
体11の高さ方向の幅よりも小さくなっているが、凸部12
b ,12d ,12f は、被矯正体11の高さ方向の幅中に2つ
以上ある方が望ましい。
【0014】図1から図3は、矯正工程を示している。
図1に示すように、矯正が開始すると、被矯正体11は、
下降する上パンチ15によりダイ12およびコアロッド13間
に押し込まれ、下降していく。図2は、下死点時(圧縮
終了時)を示しており、被矯正体11は、最下部の凸部12
f に達し、下パンチ14と上パンチ15とにより挟み込まれ
ている。その後、図3に示すように、上パンチ15が上昇
してダイ12およびコアロッド13間から抜けるとともに、
下パンチ14が上昇することにより、被矯正体11がダイ12
およびコアロッド13間から抜き出される。この工程にお
いて、被矯正体11の外面は、ダイ12の上部および中間部
の凸部12b ,12d を金型上下軸方向に一往復する。これ
とともに、被矯正体11の内面がコアロッド13の外面を摺
動する。これにより、外径および内径が所定寸法の矯正
体11が得られる。
【0015】このような矯正に際し、前記コイニングス
トックb,cの設定から、ダイ12の内面で、凸部12b ,
12d ,12f のみが被矯正体11の外面に接触し、凹部12a
,12c ,12e は接触しないことにより、ダイ12の内面
と被矯正体11との接触面積が小さく、摩擦力が小さくな
る。したがって、凸部12b ,12d ,12f と被矯正体11の
外面とのコイニングストックcが大きくても、矯正用金
型のダイ12やコアーロッド13が破損しにくい。コイニン
グストックcを大きく設定することにより、被矯正体11
の寸法のばらつきによらず、コイニングストックcが正
で安定し、安定した矯正ができ、矯正後の寸法を安定さ
せられる。なお、コイニングストックcが10μm 以下で
あると、安定した矯正ができるという効果がなくなり、
一方、コイニングストックcが 100μm 以上であると、
矯正用金型が破損しやすくなるので、コイニングストッ
クcは10〜 100μm が好ましい。より好ましくは、安定
した矯正のためには、コイニングストックcが30μm 以
上であるとよく、また、矯正用金型が壊れるのをより確
実に防ぐには、コイニングストックcが80μm 以下であ
るとよい。
【0016】また、凸部12b ,12d は被矯正体11の外面
に部分的にのみ接するが、凸部12b,12d を被矯正体11が
金型上下軸方向に一往復することにより、被矯正体11の
外面全体を矯正できる。また、凸部12b ,12d ,12f が
複数あることにより、矯正用金型内における被矯正体11
の動きを安定した円滑なものとできる。そのためには、
前述のように、凸部12b ,12d ,12f が被矯正体11の高
さ方向の幅中に2つ以上ある方がより望ましい。さら
に、ダイ12の最上部は凹部12a としたので、この凹部12
a が案内となって、矯正開始時に、被矯正体11がダイ12
およびコアーロッド13間に円滑に挿入される。
【0017】つぎに、本発明の第2実施例を図5に基づ
いて説明する。なお、前記第1実施例と対応する部分に
は、同一符号を付してその説明を省略する。本第2実施
例は、矯正用金型において、ダイ12の内面のみならず、
被矯正体11との矯正面となるコアーロッド13の外面に
も、水平な円環状の凹部13a 、凸部13b 、凹部13c 、凸
部13d 、凹部13e および凸部13f を上下に並べて形成し
たものである。そのうち凹部13a ,13c ,13e は、被矯
正体11の被矯正面である内面とのコイニングストックが
0以下となっている。すなわち、凹部13a ,13c ,13e
の外径は、被矯正体11の内径よりも小さくなっている。
一方、凸部13b ,13d ,13f は、被矯正体11の外面との
コイニングストックが10〜 100μm となっている。この
コイニングストックは、より好ましくは30〜80μm であ
る。さらに、各凸部13b ,13d ,13f の高さ方向の幅
は、被矯正体11の高さ方向の幅よりも小さくなっている
が、凸部13b ,13d ,13f は、被矯正体11の高さ方向の
幅中に2つ以上ある方が望ましい。また、ダイ12の凹部
12a ,12c ,12e および凸部12b ,12d ,12f とコアー
ロッド13の凹部13a ,13c ,13e および凸部13b ,13d
,13f とは、対称的に位置しており、対応する凹部12a
,12c ,12e ,13a ,13c ,13e 同士、対応する凸部1
2b ,12d ,12f ,13b ,13d ,13f 同士がそれぞれ同
一高さに位置している。
【0018】コアーロッド13の外面の凹部13a ,13c ,
13e および凸部13b ,13d ,13f によって得られる作用
効果も、前述したようなダイ12の内面の凹部12a ,12c
,12e および凸部12b ,12d ,12f によって得られる
作用効果と同様であり、ダイ12およびコアーロッド1
3の両方に凹部12a ,12c ,12e ,13a ,13c ,13e お
よび凸部12b ,12d ,12f ,13b ,13d ,13f を設ける
ことにより、より効果を高められる。
【0019】つぎに、本発明の第3実施例を図6から図
10に基づいて説明する。なお、前記第1実施例と対応
する部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本第3実施例は、焼結機械部品が外歯車である場合に、
本発明を適用したものである。そして、ダイ12の内面に
は、外歯車の外面に対応した複数の山部21および谷部22
が円周方向に並んで形成されているが、これら山部21お
よび谷部22の両方を含め全周に渡って、水平な凹部12a
、凸部12b 、凹部12c 、凸部12d 、凹部12e および凸
部12f が上下に並べて形成されている。これらの凹部12
a ,12c ,12e および凸部12b ,12d ,12f と被矯正体
11の外面とのコイニングストックの設定は、前記第1実
施例と同様である。また、凹部12a ,12c ,12e および
凸部12b ,12d の高さ方向の幅の設定も前記第1実施例
と同様であるが、最下部の凸部12fの高さ方向の幅は被
矯正体11の高さ方向の幅よりも大きくなっている。
【0020】図7から図10は、矯正工程を示してお
り、この矯正行程も前記第1実施例と同様である。すな
わち、図7は矯正開始時、図8はその後の矯正途中の段
階、図9はその後の下死点時(圧縮終了時)、図10は
その後の抜き出し完了時を示している。ただし、下死点
時において、ダイ12の最下部の凸部12f に被矯正体11の
外面全体が接触する。
【0021】本第3実施例においても、前記第1実施例
と同様の効果が得られる。
【0022】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記第1実施例では、ダイの内面にのみ複数個の凹部お
よび凸部を形成し、前記第2実施例では、ダイの内面お
よびコアーロッドの外面にそれぞれ複数個の凹部および
凸部を形成したが、コアーロッドの外面にのみ複数個の
凹部および凸部を形成してもよい。また、ダイの内面あ
るいはコアーロッドの外面に設ける凹部および凸部の数
も、前記実施例のような3つずつに限るものではない。
さらに、被矯正体の形状も、図示したような単純な円筒
形状のものには限らない。矯正用金型の構成も、前記実
施例のものに限らない。尚、本発明の対象には、Al系焼
結機械部品のうちAl−Si系焼結機械部品も含まれる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、焼結後の真密度比が80
〜 100%のAl系焼結機械部品の矯正方法において、被矯
正体との矯正面となるダイの内面あるいはコアーロッド
の外面のうち少なくともどちらか一方の面に、被矯正体
とのコイニングストックが0以下となる凹部と、同じく
10〜 100μm となる凸部とを複数個設け、前記凸部を被
矯正体が金型上下軸方向に少なくとも一往復することで
所定寸法の矯正体を得るので、金型の破損を招くことな
く、安定した矯正ができ、安定した矯正後の寸法が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のAl系焼結機械部品の矯正方法の第1実
施例を示すもので、矯正開始時の断面図である。
【図2】同上下死点時の断面図である。
【図3】同上抜出し完了時の断面図である。
【図4】同上矯正用金型の一部の拡大断面図である。
【図5】本発明のAl系焼結機械部品の矯正方法の第2実
施例を示す断面図である。
【図6】本発明のAl系焼結機械部品の矯正方法の第3実
施例を示すダイの平面図である。
【図7】同上矯正開始時の断面図である。
【図8】同上矯正途中の段階の断面図である。
【図9】同上下死点時の断面図である。
【図10】同上抜出し完了時の断面図である。
【図11】従来のAl系焼結機械部品の矯正方法の一例を
示す断面図である。
【図12】従来のAl系焼結機械部品の矯正方法の他の例
を示す断面図である。
【符号の説明】
11 被矯正体 12 ダイ 12a ,12c ,12e 凹部 12b ,12d ,12f 凸部 13 コアーロッド 13a ,13c ,13e 凹部 13b ,13d ,13f 凸部 14 下パンチ 15 上パンチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−149605(JP,A) 特開 平2−104601(JP,A) 特開 平2−38503(JP,A) 特開 平2−19404(JP,A) 特開 昭48−7883(JP,A) 特開 昭62−149803(JP,A) 実開 平3−34022(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 3/10 B22F 3/24 101 B30B 11/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結後の真密度比が80〜 100%のAl系焼
    結機械部品の矯正方法において、ダイと、このダイ内に
    位置するコアーロッドと、これらダイおよびコアーロッ
    ド間に下方から嵌合する下パンチおよび上方から嵌合す
    る上パンチとで成り立つ基本構成を有する矯正用金型を
    用い、被矯正体との矯正面となる前記ダイの内面あるい
    はコアーロッドの外面のうち少なくともどちらか一方の
    面に、前記被矯正体とのコイニングストックが0以下と
    なる凹部と、前記被矯正体とのコイニングストックが10
    〜 100μm となる凸部とを複数個設け、前記凸部を前記
    被矯正体が金型上下軸方向に少なくとも一往復すること
    で所定寸法の矯正体を得ることを特徴とするAl系焼結機
    械部品の矯正方法。
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