JP3793684B2

JP3793684B2 - 粉末成形用の金型装置

Info

Publication number: JP3793684B2
Application number: JP2000104750A
Authority: JP
Inventors: 博佐藤; 貞樹佐藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: JP2001287098A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料粉末を充填しプレスして成形体を得る粉末成形用の金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原料粉末を充填しプレスして成形体を得る粉末成形用の金型装置として、例えば、日本粉末冶金工業会が発行した粉末冶金用プレス用語（ＪＰＭＡＧ０１−１９９５）の冊子において、粉末成形用の金型装置を示すツールセット例図として、付図２２にウイズドロアル法・上一段下二段ツールセット例が開示される、同冊子にはツールセットを取り付けて粉末成形プレスを構成することができる、クランクプレスの例、ナックルプレスの例、油圧プレス、とする斜視図がプレスの種類として示される。
【０００３】
従来例として、ポットコアになるフェライト粉末成形体９を得る粉末成形用の金型装置４を図６乃至図１０に縦断面図で示す、ボルスタ１と上部ラム２と下部ラム３はプレスの一部分であり、それらの部分を除くと従来の金型装置４であり、ベースプレート５０がボルスタ１に載置され、上部ラム２が上パンチプレート１０と下部ラム３がヨークプレート２５と各々係合し一体に昇降駆動する、金型装置４はツールセットあるいはダイセットと呼ぶこともあり、上パンチプレート１０に上パンチ受け板１１と上パンチ押さえ１２と上パンチ１３とガイドポスト１４が取り付けられ、ダイ２０とダイホルダ２１をダイ押さえ２２がダイプレート２３に押さえて取り付ける、下第一パンチ３０は下第一パンチ押さえ３１でホルダ１３２に取り付けられ、側壁に抜き穴３３Ａ，３３Ｂを備えるホルダ１３２はベースプレート５０に固定され、ベースプレート５０の上面に複数のガイド６１が固定されスライドブロック６０Ａ，６０Ｂを摺動自在に保持する、図示しない引張ばねをスライドブロック６０Ａと６０Ｂに張架し、スライドブロック６０Ａと６０Ｂが近づく向きに付勢する、ガイドロッド２４はベースプレート５０に備える穴に嵌入し昇降方向に摺動自在に軸支され、上端がダイプレート２３と下端がヨークプレート２５に固着し一体になって昇降する、ダイプレート２３下面から下方に直交してウエッジ７０Ａ，７０Ｂが取り付けられ、同じくダイプレート２３下面から下方に直交して抜き出し調整ねじ７１Ａ，７１Ｂが螺着されている、また、スライドブロック６０Ａ，６０Ｂは各々方形の抜き穴６１を備え、各々の抜き穴６１において、スライドブロック６０Ａ，６０Ｂに固定するローラピン６２を備え、各々のローラピン６２は各々ローラ６３を回転自在に軸支する、下第二パンチ４０は下第二パンチ押さえ４１で下第二パンチ受け板４２に取り付けられ、下第二パンチ受け板４２は下方に直交して突出するリフテイングロッド４３を備え、リフテイングロッド４３はベースプレート５０に設けられた穴に嵌入し昇降方向に摺動自在に軸支され、さらにリフテイングロッド４３は延長上にねじ部４４を有し下端に鍔部４５を備え、ねじ部４４にナット４４Ａを螺着し、鍔部４５とヨークプレート２５との間に圧縮ばね４６を設け、鍔部４５とヨークプレート２５が離間する方向に付勢し、ナット４４Ａがベースプレート５０の下面に当接し、ナット４４Ａは下第二パンチ４０の上端位置を調整する充填調整ナットとして機能する。
【０００４】
図６から図１０に順に金型装置４が粉体を充填し加圧し押し出す状態を示す、図６の６ａは充填されたままの充填粉体であり、図７の６ｂは加圧された状態の加圧粉体であり、図８の６ｃは押し出し開始時の成形粉体であり、図９と図１０の６は成形済みの成形体である、図６から図７の状態は上部ラム２が下降し、加圧粉体６ｂが下第二パンチ４０を圧縮ばね４６に抗して押し下げ、下第二パンチ受け板４２の下端がスライドブロック６０Ａと６０Ｂに当接して下降が止まる、図７から図８の状態は上部ラム２が下降を継続し、かつ下部ラム３も下降する、下部ラム３の下降によりダイプレート２３が下降し、ウエッジ７０Ａ，７０Ｂの傾斜面がスライドブロック６０Ａ，６０Ｂの各ローラ６３に当接し、ダイプレート２３の下降に伴いウエッジ７０Ａ，７０Ｂの傾斜面が各ローラ６３を外側に押す、スライドブロック６０Ａと６０Ｂは引張ばねに抗して相互に離間する方向に移動する、また、ダイプレート２３の下降に伴い抜き出し調整ねじ７１Ａと７１Ｂの下端が下第二パンチ押さえ４１の上面に近づき当接する、このタイミングでスライドブロック６０Ａと６０Ｂは下第二パンチ受け板４２の下端より外側に移動する、図８から図９の状態は上部ラム２が上昇し、下部ラム３は下降を継続するためダイプレート２３も継続して下降し、ダイ２０の上面が成形体６より下方に下降し、昇降しない下第一パンチ３０に載っている成形体６はダイ２０より上に姿を現す、この時に抜き出し調整ねじ７１Ａと７１Ｂが下第二パンチ押さえ４１の上面に当接しており、下第二パンチ４０と下第二パンチ押さえ４１と下第二パンチ受け板４２とその一体個所が下降する、図９から図１０の状態は下第一パンチ３０に対するダイ２０の下降が完了し、成形体６の下端がダイ２０の上面以上に位置する抜き出し状態になったことを示す。
【０００５】
図６から図７の状態はダイ２０が固定し上パンチ１３だけ下降して、充填粉体６ａを加圧し加圧粉体６ｂとする、図７から図８の状態はダイ２０が下降しかつ上パンチ１３も下降して、加圧粉体６ｂをさらに加圧して成形粉体６ｃとする、この加圧はウイズドロアル法と呼ばれる加圧法に属する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に示す金型装置４は、ダイプレート２３の下降に伴いウエッジ７０Ａ，７０Ｂの傾斜面が各ローラ６３を外側に押す、スライドブロック６０Ａと６０Ｂは引張ばねに抗して相互に離間する方向に移動する、また、ダイプレート２３の下降に伴い抜き出し調整ねじ７１Ａと７１Ｂの下端が下第二パンチ押さえ４１の上面に近づき当接する、このタイミングでスライドブロック６０Ａと６０Ｂは下第二パンチ受け板４２の下端より外側に移動する、図８から図９の状態は上部ラム２が上昇し、下部ラム３は下降を継続するためダイプレート２３も継続して下降し、ダイ２０の上面が成形体６より下方に下降し、昇降しない下第一パンチ３０に載っている成形体６はダイ２０より上に姿を現す構成である、そのため図８から図９の状態に示す如く、抜き出し時ウエッジ７０Ａ，７０Ｂによりスライドブロック６０Ａと６０Ｂが離間する方向に移動させてから、抜き出し調整ねじ７１Ａ，７１Ｂで下第二パンチ４０を下降させているため、成形体６がダイ２０より抜き出される前に下第二パンチ４０も移動し下降する、そのため成形体６にストレス（スプリングバック）によるクラックが発生しやすい、また、成形体６が薄物成形体の場合、ウエッジ７０Ａ，７０Ｂと抜き出し調整ねじ７１Ａ，７１Ｂの作用するタイミングを調整するのが困難になる、さらに、成形体６の寸法を加減するために、ウエッジ７０Ａ，７０Ｂや抜き出し調整ねじ７１Ａ，７１Ｂの調整は頻繁に行わなければならず、段取りのための時間を多く要すると言う問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、均一な密度の成形体を得ることが容易であり、成形体がダイより抜き出されるときにクラックが発生するような過大なストレスを与えることなく、各々の動作のタイミングを調整することが容易であり、また、ポット型とフランジ型の成形体を成形する場合に交換する部分について、成形体に直接関係するパンチとダイの金型部分の交換だけで対応でき、その他の機構部分については共用が可能な金型装置を提供することである。
【０００８】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、ベースプレートと、ガイドロッドに案内され該ガイドロッドの方向に昇降自在な下第一パンチのホルダと、筒体から出入りする第一ピストンロッドが設けられた第一空圧シリンダと、を有するウイズドロアル法の金型装置において、前記ベースプレートの上面から下面に貫通し、前記ホルダと一体に昇降し、外径側に第一の雄ねじが設けられたガイドロッドと、前記ベースプレートの上面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第一のリングと、前記ベースプレートの下面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第二のリングと、を備え、前記筒体を前記ベースプレートと前記ホルダのいずれか一方に固着し、かつ前記第一ピストンロッドを他方に固着して、前記第一空圧シリンダが、前記ホルダを昇降し、前記第一のリングが前記ベースプレートの上面に当接して前記ホルダの下降を規制し、前記第二のリングが前記ベースプレートの下面に当接して前記ホルダの上昇を規制することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ベースプレートと、ガイドロッドに案内され該ガイドロッドの方向に昇降自在な下第一パンチのホルダと、筒体から出入りする第一ピストンロッドが設けられた第一空圧シリンダと、を有するウイズドロアル法の金型装置において、前記ベースプレートに嵌着するブッシュと、筒体から出入りする第二ピストンロッドが設けられた第二空圧シリンダと、下第二パンチ受け板と一体のリフテイングロッドと、前記リフテイングロッドを挿通可能とし、下端が前記ベースプレートの上面に固着される第三のリングと、前記第三のリング外径側に設けた第二の雄ねじと、前記第二の雄ねじに螺着し、前記第三のリングに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第四のリングとを備え、前記筒体を前記ベースプレートと前記ホルダのいずれか一方に固着し、かつ前記第一ピストンロッドを他方に固着して、前記第一空圧シリンダが前記ホルダを昇降し、前記リフテイングロッドを前記ブッシュに嵌入して昇降方向に摺動自在に軸支し、前記第二空圧シリンダは前記ベースプレートに前記筒体を固定し、かつ前記第二ピストンロッドを前記リフテイングロッドに結合して備え、前記第二空圧シリンダが前記リフテイングロッドを昇降し、前記下第二パンチ受け板の下面が前記第四のリング上端に当接し下降が規制されることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、ベースプレートと、ガイドロッドに案内され該ガイドロッドの方向に昇降自在な下第一パンチのホルダと、筒体から出入りする第一ピストンロッドが設けられた第一空圧シリンダと、を有するウイズドロアル法の金型装置において、前記ベースプレートに嵌着するブッシュと、筒体から出入りする第二ピストンロッドを有する第二空圧シリンダと、下第二パンチ受け板と一体のリフテイングロッドと、前記第二空圧シリンダの下部に突出する第二ピストンロッドと、前記第二ピストンロッドの下端に固定されたフランジと、前記第二ピストンロッドを挿通可能とし、上端で前記第二空圧シリンダの下部に固定する第五のリングと、前記第五のリング外側に設けられた、第三の雄ねじと、前記第三の雄ねじに螺着し、前記第五のリングに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第六のリングとを備え、前記リフテイングロッドを前記ブッシュに嵌入して昇降自在に軸支し、前記第二空圧シリンダは前記ベースプレートに前記筒体を固定し、かつ前記第二ピストンロッドを前記リフテイングロッドに結合して備え、前記第二空圧シリンダが前記リフテイングロッドを昇降し、前記フランジが前記第六のリング下端に当接して、前記第二ピストンロッドと一体に昇降する前記下第二パンチ受け板の上昇を規制することを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記ベースプレートの上面から下面に貫通し、前記ホルダと一体に昇降し、外径側に第一の雄ねじが設けられたガイドロッドと、前記ベースプレートの上面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第一のリングと、前記ベースプレートの下面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第二のリングと、前記第二空圧シリンダの下部に突出するピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端に固定されたフランジと、前記ピストンロッドを挿通可能とし、上端で前記第二空圧シリンダの下部に固定する第五のリングと、前記第五のリング外側に設けられた、第三の雄ねじと、前記第三の雄ねじに螺着し、前記第五のリングに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第六のリングとを備え、前記第一のリングが前記ベースプレートの上面に当接して前記ホルダの下降を規制し、前記第二のリングが前記ベースプレートの下面に当接して前記ホルダの上昇を規制し、前記フランジが前記第六のリング下端に当接して前記ピストンロッドと一体に昇降する前記下第二パンチ受け板の上昇が規制されることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する、図１乃至図５は本発明に係る粉末成形用の金型装置５の縦断面図である、金型装置５は従来の金型装置４と同じ部位に同じ記号を用いて示す、ボルスタ１と上部ラム２と下部ラム３はプレスの一部分であり、それらの部分を除くと本発明に係る金型装置５であり、ベースプレート５０がボルスタ１に載置され、上部ラム２が上パンチプレート１０と下部ラム３がヨークプレート２５と各々係合し一体に昇降駆動する、金型装置５は従来の金型装置４と同じくツールセットあるいはダイセットと呼ぶこともあり、上パンチプレート１０に上パンチ受け板１１と上パンチ押さえ１２と上パンチ１３とガイドポスト１４が取り付けられ、ダイ２０とダイホルダ２１をダイ押さえ２２がダイプレート２３に押さえて取り付ける、下第一パンチ３０は下第一パンチ押さえ３１でホルダ３２に取り付けられる、ベースプレート５０は平面の下面５０１がボルスタ１に載置する、平面の上面５０２は下面５０１に平行である、ガイドロッド２４は同じ構成の各々について、下面５０１と垂直にガイドロッド２４が嵌入する穴を備える、ガイドロッド２４はベースプレート５０に備える穴に嵌入し昇降方向に摺動自在に軸支され、上端がダイプレート２３と下端がヨークプレート２５に固着し一体になって昇降する、また、ベースプレート５０は下面５０１と垂直にリフテイングロッド４３が嵌入するブッシュ５２を穴５１に嵌着して備え、リフテイングロッド４３はブッシュ５２に嵌入し昇降方向に摺動自在に軸支される、穴５３は逃げ用の穴である、さらに、ベースプレート５０は下面５０１と垂直にガイドロッド３４Ａが嵌入するブッシュ５４Ａを穴５５Ａに嵌着し、ガイドロッド３４Ｂが嵌入する図示しないブッシュ５４Ｂを図示しない穴５５Ｂに嵌着して備え、ガイドロッド３４Ａはブッシュ５４Ａに嵌入し、ガイドロッド３４Ｂはブッシュ５４Ｂに嵌入してともに摺動自在に軸支される、穴５６Ａと図示しない穴５５Ｂに同心の図示しない穴５６Ｂは逃げ用の穴である。
【００１５】
ブッシュ３５は各々のガイドロッド２４に対応する構成であり、ホルダ３２はガイドロッド２４が嵌入するブッシュ３５を穴３６に嵌着して備え、ホルダ３２はブッシュ３５に嵌入するガイドロッド２４に案内されて昇降方向に摺動自在である、また、ガイドロッド３４Ａ，３４Ｂの上端はホルダ３２の下面側に突出する如く固着されている、すなわち、ホルダ３２はガイドロッド２４に案内されるとともに、ガイドロッド３４Ａがブッシュ５４Ａにガイドロッド３４Ｂがブッシュ５４Ｂに摺動自在であり、ホルダ３２とガイドロッド３４Ａ，３４Ｂは一体になって昇降する。
【００１６】
ベースプレート５０の上面５０２に空圧シリンダ８Ａ，８Ｂを固定する、空圧シリンダ８Ａと８Ｂは同一の構成であり、説明は空圧シリンダ８Ａを示して行うが空圧シリンダ８Ｂについても同じある、空圧シリンダ８Ａ，８Ｂは復動シリンダであり底を有する筒体８０にピストン８２を嵌入し、ピストン８２と一体で上部に突出するピストンロッド８２１を備え、筒体８０の上部はロッドカバー８１を固着して塞ぐ、ロッドカバー８１の中心穴からピストンロッド８２１が上部に突出する、中心穴にはピストンロッド８２１に対するロッドパッキンが備えられて空圧の漏れを防止する、筒体８０の側面に取り付けた継ぎ手を介して筒体８０の内部に連通するチューブ８４，８５を接続し、チューブ８４，８５の他端は図示しない空圧回路に接続する、チューブ８４に空圧供給しチューブ８５から排気するとピストンロッド８２１が上部に突出し、チューブ８５に空圧供給しチューブ８４から排気するとピストンロッド８２１が引っ込む往復シリンダであり、空圧シリンダ８Ａ，８Ｂはベースプレート５０の上面５０２所定位置に筒体８０の底側を固定する、ピストンロッド８２１は上面５０２に垂直に筒体８０から突出あるいは引っ込む動作をする構成である、ピストンロッド８２１の上端には連結駒８３がボルトで固定される、連結駒８３はピストンロッド８２１より大きい径の円盤であり、ピストンロッド８２１に同心に固定されてホルダ３２に設ける段差を備える穴に係合して連結する、ホルダ３２に蓋３９を固定すると連結駒８３は昇降方向で遊び無く横方向に遊びを有する如くなる、空圧シリンダ８Ｂとホルダ３２の関係も同じ構成であり、空圧シリンダ８Ａ，８Ｂを同期して駆動しホルダ３２がガイドロッド２４の方向に昇降する構成である。
【００１７】
下第二パンチ４０は下第二パンチ押さえ４１で下第二パンチ受け板４２に取り付けられ、下第二パンチ受け板４２は下方に直交して突出するリフテイングロッド４３を備え、リフテイングロッド４３はベースプレート５０に嵌着するブッシュ５２に嵌入し昇降方向に摺動自在に軸支される、一方、ベースプレート５０に下面５０１と平行な段差面５７を設け、該段差面５７に空圧シリンダ９を固定する、空圧シリンダ９は往復シリンダであり筒体９０にピストン９２を嵌入し、ピストン９２と一体で上部に突出するピストンロッド９２１と下部に突出するピストンロッド９２２とを備え、筒体９０の上部はロッドカバー９１を固着して塞ぐ、空圧シリンダ９は該ロッドカバー９１上面が段差面５７に固定され取り付けられている、ロッドカバー９１の中心穴からピストンロッド９２１が上部に突出する、中心穴にはピストンロッド９２１に対するロッドパッキンが備えられて空圧の漏れを防止する、また、筒体９０が備える底面９０１の中心穴からピストンロッド９２２が下部に突出する、中心穴にはピストンロッド９２２に対するロッドパッキンが備えられて空圧の漏れを防止する、ピストンロッド９２２の下端にフランジ９３がねじ止めで固定される、筒体９０の側面に取り付けた継ぎ手を介して筒体９０の内部に連通するチューブ９４，９５を接続し、チューブ９４，９５の他端は図示しない空圧回路に接続する、チューブ９４に空圧供給しチューブ９５から排気するとピストンロッド９２１が上部に突出し、ピストンロッド９２２が下部において引っ込み、チューブ９５に空圧供給しチューブ９４から排気するとピストンロッド９２１が上部において引っ込み、ピストンロッド９２２が下部に突出する往復シリンダである、ピストンロッド９２１の上端とリフテイングロッド４３の下端はねじで結合してあり、ピストンロッド９２１とリフテイングロッド４３は一体になって昇降する。
【００１８】
リング４７は下端でベースプレート５０の上面５０２に固定し、リング４７の内径にリフテイングロッド４３の外径が所定の隙間を保ち挿通する、リング４７の外径側は雄ねじを備え、内径側に雌ねじを備えるリング４８が螺着する、図示しないがリング４８は円周に中心から放射状で等間隔の位置に止めねじを備え回転止めする、リング４８の上端はベースプレート５０の上面５０２に常に平行を保ち、リング４７に対してリング４８を回転させると、上面５０２とリング４８の上端までの距離が変化する、下第二パンチ受け板４２及びリフテイングロッド４３が一体に下降すると、下第二パンチ受け板４２の下面がリング４８の上端に当接し下降が規制される、一方、リング９６は上端で筒体９０が備える底面９０１に固定し、リング９６の内径にピストンロッド９２２の外径が所定の隙間を保ち挿通する、リング９６の外径側は雄ねじを備え、内径側に雌ねじを備えるリング９７が螺着する、図示しないがリング９７は円周に中心から放射状で等間隔の位置に止めねじを備え回転止めする、リング９７の下端は筒体９０が備える底面９０１に常に平行を保ち、リング９６に対してリング９７を回転させると、底面９０１とリング９７の下端までの距離が変化する、ピストン９２及びピストンロッド９２１，９２２が一体に上昇するとフランジ９３がリング９７の下端に当接し上昇が規制される、ピストンロッド９２１の上端とリフテイングロッド４３の下端はねじ結合されており、リフテイングロッド４３の上昇が規制される、すなわち、下第二パンチ４０の上昇位置はリング９７により変更でき、下第二パンチ４０の下降位置はリング４８により変更できる構成である、リング９７は下第二パンチ４０の上端位置を調整する充填調整ナットとして機能する。
ホルダ３２はブッシュ３５に嵌入するガイドロッド２４に案内されて昇降自在であり、さらに、ホルダ３２に固着されているガイドロッド３４Ａ，３４Ｂも一体に昇降し、ベースプレート５０に嵌着するブッシュ５４Ａと図示しないブッシュ５４Ｂに各々が嵌入して摺動自在である、ガイドロッド３４Ａ，３４Ｂはブッシュ５４Ａ，５４Ｂに嵌入する位置より上に各々が雄ねじを備え、内側に雌ねじを備えるリング３７Ａがガイドロッド３４Ａの雄ねじと、内側に雌ねじを備えるリング３７Ｂがガイドロッド３４Ｂの雄ねじと各々螺着する、図示しないがリング３７Ａ，３７Ｂは円周に中心から放射状で等間隔の位置に止めねじを備え回転止めする、リング３７Ａ，３７Ｂの下端はベースプレート５０の上面５０２に常に平行を保ち、ガイドロッド３４Ａ，３４Ｂに対してリング３７Ａ，３７Ｂを各々回転させると、上面５０２とリング３７Ａ，３７Ｂの下端までの各々の距離が変化する、該距離はリング３７Ａとリング３７Ｂについて常に等しく設定することが望ましい、ピストンロッド８２１及びホルダ３２及びガイドロッド３４Ａ，３４Ｂ及び下第一パンチ３０に代表される部分が一体に下降すると、リング３７Ａ，３７Ｂの下端が上面５０２（あるいは同一面を構成する部材）に当接して下降が規制される、また、ガイドロッド３４Ａ，３４Ｂは下端から上方に所定の長さに位置して各々が雄ねじを備え、それらの雄ねじに各々ナット３８Ａ，３８Ｂを螺着する、ガイドロッド３４Ａ，３４Ｂに対してナット３８Ａ，３８Ｂを各々回転させると、下面５０１とナット３８Ａ，３８Ｂの上端までの各々の距離が変化する、該距離はナット３８Ａとナット３８Ｂについて常に等しく設定することが望ましい、ピストンロッド８２１及びホルダ３２及びガイドロッド３４Ａ，３４Ｂ及び下第一パンチ３０に代表される部分が一体に上昇すると、ナット３８Ａ，３８Ｂの上端が下面５０１に当接して上昇が規制される、ガイドロッド３４Ａ，３４Ｂに対するナット３８Ａ，３８Ｂの回転止めはいわゆるダブルナット止めができるが、他の周知の回転止め手段を用いることもできる。
【００１９】
空圧シリンダ８Ａ，８Ｂ，９は図示しない空圧回路に接続されているが、空圧回路には空圧供給を開閉する複数の電磁弁を備え制御動作が行われる、電磁弁は図示しない電気制御回路に接続されて開閉を制御されるが、例えばプレスがカムプレスの場合はカムを回転させる主軸が存在し、該主軸に回転角が検出できるエンコーダを備え、該エンコーダの発する主軸回転角信号を基準にして動作する電気制御回路が構成できる、該電気制御回路の一例として周知のプログラマブルシーケンサーを用いることが可能であり、空圧シリンダ８Ａ，８Ｂ，９の動作はハードウエアの変更をすることなく、プログラマブルシーケンサーのプログラムを変更あるいは選択することで変えることができる。
【００２０】
図１から図５に順に金型装置５が粉体を充填し加圧し押し出す状態を示す、図１の６ａは充填されたままの充填粉体であり、図２の６ｂは加圧された状態の加圧粉体であり、図３の６ｃは押し出し開始時の成形粉体であり、図４と図５の６は成形済みの成形体である、図１の状態は上部ラム２と下部ラム３が上昇位置にあり、空圧シリンダ８Ａ，８Ｂはチューブ８５に空圧供給しチューブ８４から排気し下第一パンチ３０を下降させ、空圧シリンダ９はチューブ９４に空圧供給しチューブ９５から排気し下第二パンチ４０を上昇させ、フランジ９３が充填調整ナットであるリング９７の下端に当接し上昇が規制されている、図１から図２の状態は上部ラム２が下降し、加圧粉体６ｂが下第二パンチ４０を空圧シリンダ４０に抗して押し下げ、下第二パンチ受け板４２の下面がリング４８の上端に当接して下降が止まる、これはフローテイングと呼ばれる動作である、図２の加圧状態に至ると空圧シリンダ９のチューブ９５に空圧供給しチューブ９４から排気するよう切り換える、図３の状態は上部ラム２が下降を継続し、下第一パンチ３０と下第二パンチ４０は下降が止まり成形粉体６ｃの加圧状態が維持されながら、下部ラム３が下降を始め、下部ラム３はダイプレート２３を下降し、ダイプレート２３に取り付けられたダイ２０が下降する、下第二パンチ４０の上面がダイ２０の上面まで抜き出しされたところである、図３から図４の状態は上部ラム２が上昇し、上パンチ１３も上昇し加圧状態は終了するが、下部ラム３は下降を継続するためダイプレート２３及びダイ２０も継続して下降し、下第一パンチ３０の上面がダイ２０の上面まで抜き出しされる、図４から図５の状態は下第一パンチ３０に対するダイ２０の下降が完了し、空圧シリンダ８Ａ，８Ｂのチューブ８４に空圧供給しチューブ８５から排気するよう切り換えると、ピストンロッド８２１及びホルダ３２及びガイドロッド３４Ａ，３４Ｂ及び下第一パンチ３０に代表される部分が一体に上昇する、ナット３８Ａ，３８Ｂの上端がベースプレート５０の下面５０１に当接して上昇が規制される、下第一パンチ３０の上面が下第二パンチ４０の上面に一致するようナット３８Ａ，３８Ｂを予め位置調整しておくと、下第一パンチ３０の上面と下第二パンチ４０の上面が一致し成形体６の抜き出しが完了する。
【００２１】
なお、図３から図４の状態においても、上部ラム２の下降を継続して成形粉体６ｃの加圧状態が維持されながら、下部ラム３は下降を継続しダイプレート２３及びダイ２０が継続して下降し、下第一パンチ３０の上面がダイ２０の上面まで抜き出しされてから上部ラム２が上昇すると、成形体６ｃの加圧状態が維持されながら下第一パンチ３０の上面がダイ２０の上面まで抜き出しされる、いわゆる上パンチホールドダウンと呼ばれる抜き出し方法も容易に実施することができる。
【００２２】
また、成形体の形状を大別するとポットとフランジになるが、上述の実施の形態は成形体がポットについて述べた、成形体がフランジになるとポットと異なり第二パンチを下降させておいて、第一パンチにフローテイングと呼ばれる動作をさせる、すなわち、成形体の形状が異なるとダイと上パンチと下第一パンチと下第二パンチを一式とする金型交換をする、金型交換はポットとフランジに関わらず必要であるが、加えて従来はベースプレート５０とリフテイングロッド４３とホルダ１３２とスライドブロック６０Ａ，６０Ｂとを交換し、下第一パンチあるいは下第二パンチの一方を下降させ他方にフローテイングと呼ばれる動作をさせる切り替えを行うことになり、実用上は金型装置４を別個に用意することで対応することになる、本発明の金型装置５は金型交換をするだけでよく、下第一パンチ及び下第二パンチは空圧回路に接続された空圧シリンダにより昇降し、空圧回路には空圧供給を開閉する複数の電磁弁を備え制御動作が行われる、電磁弁は電気制御回路に接続されて開閉を制御されるが、例えばプレスがカムプレスの場合はカムを回転させる主軸が存在し、該主軸に回転角が検出できるエンコーダを備え、該エンコーダの発する主軸回転角信号を基準にして動作する電気制御回路が構成される、該電気制御回路の一例として周知のプログラマブルシーケンサーを用いることが可能であり、空圧シリンダの動作はハードウエアの変更をすることなく、プログラマブルシーケンサーのプログラムを変更あるいは選択することで変えることができ、下第一パンチあるいは下第二パンチの一方を下降させ他方にフローテイングと呼ばれる動作をさせる切り替えが容易に行える。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、従来技術の金型装置はダイから成形体を抜き出し時ウエッジによりスライドブロックが離間する方向に移動させてから、抜き出し調整ねじで下第二パンチを下降させているため、成形体がダイより抜き出される前に下第二パンチも移動し下降する、そのため成形体にストレス（スプリングバック）によるクラックが発生しやすい、また、成形体が薄物成形体の場合、ウエッジと抜き出し調整ねじの作用するタイミングを調整するのが困難になる、さらに、成形体の寸法を加減するために、ウエッジや抜き出し調整ねじの調整は頻繁に行わなければならず、段取りのための時間を多く要するなどの問題があったが、本発明によれば、下第一パンチ及び下第二パンチともに成形粉体の加圧状態が終了したままの位置関係を保ちながら、成形粉体からなる成形体をダイより抜き出すことができるため、成形体にストレスを与え難くクラックの発生を防ぐ。また、成形体が薄物成形体の場合に欠陥を生じることなくダイから抜き出そうとするが、下第二パンチに対して下第一パンチの上面を一致させるタイミングが取りやすい、すなわち、下第二パンチ及び下第一パンチは空圧回路に接続された空圧シリンダにより昇降し、空圧回路には空圧供給を開閉する複数の電磁弁を備え制御動作が行われる、電磁弁は電気制御回路に接続されて開閉を制御されるが、例えばプレスがカムプレスの場合はカムを回転させる主軸が存在し、該主軸に回転角が検出できるエンコーダを備え、該エンコーダの発する主軸回転角信号を基準にして動作する電気制御回路が構成される、該電気制御回路の一例として周知のプログラマブルシーケンサーを用いることが可能であり、空圧シリンダの動作はハードウエアの変更をすることなく、プログラマブルシーケンサーのプログラムを変更あるいは選択することで変えることができる、従って、ほぼどのような形状や寸法の成形体でも欠陥を生じることなくダイから抜き出すタイミングが取りやすく、このような成形体の抜き出しタイミングの調整は一度だけ成形体に合わせて行えばよく、準備作業の時間も短縮できる。さらに、成形体の形状を変えるとポットとフランジにかかわらず金型を交換するが、下第一パンチあるいは下第二パンチの一方を下降させ他方にフローテイングと呼ばれる動作をする切り替えが容易に行えるため、ポットとフランジで金型装置を別個に用意する必要が無く、金型装置を余分に所有したり切り替えに多くの時間が費やされる無駄が発生しない。ここに掲げた如く極めて実用的で経済的な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金型装置の縦断面図で粉体充填の状態。
【図２】本発明に係る金型装置の縦断面図で粉体加圧の状態。
【図３】本発明に係る金型装置の縦断面図で抜き出し開始時。
【図４】本発明に係る金型装置の縦断面図で抜き出し途中。
【図５】本発明に係る金型装置の縦断面図で抜き出し完了時。
【図６】従来の金型装置の縦断面図で粉体充填の状態。
【図７】従来の金型装置の縦断面図で粉体加圧の状態。
【図８】従来の金型装置の縦断面図で抜き出し開始時。
【図９】従来の金型装置の縦断面図で抜き出し途中。
【図１０】従来の金型装置の縦断面図で抜き出し完了時。
【符号の説明】
１ボルスタ
２上部ラム
３下部ラム
５金型装置
６成形体
８Ａ，８Ｂ，９空圧シリンダ
１０上パンチプレート
１３上パンチ
１４ガイドポスト
２０ダイ
２３ダイプレート
２４ガイドロッド
２５ヨークプレート
３０下第一パンチ
３２ホルダ
３４Ａ，３４Ｂガイドロッド
３７Ａ，３７Ｂリング
３８Ａ，３８Ｂナット
４０下第二パンチ
４２下第二パンチ受け板
４３リフテイングロッド
４７，４８リング
５０ベースプレート
８２，９２ピストン
９３フランジ
８２１，９２１，９２２ピストンロッド

Claims

ベースプレートと、
ガイドロッドに案内され該ガイドロッドの方向に昇降自在な下第一パンチのホルダと、
筒体から出入りする第一ピストンロッドが設けられた第一空圧シリンダと、
を有するウイズドロアル法の金型装置において、
前記ベースプレートの上面から下面に貫通し、前記ホルダと一体に昇降し、外径側に第一の雄ねじが設けられたガイドロッドと、
前記ベースプレートの上面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第一のリングと、
前記ベースプレートの下面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第二のリングと、を備え、
前記筒体を前記ベースプレートと前記ホルダのいずれか一方に固着し、
かつ前記第一ピストンロッドを他方に固着して、前記第一空圧シリンダが、前記ホルダを昇降し、
前記第一のリングが前記ベースプレートの上面に当接して前記ホルダの下降を規制し、
前記第二のリングが前記ベースプレートの下面に当接して前記ホルダの上昇を規制すること
を特徴とする粉末成形用の金型装置。
ベースプレートと、
ガイドロッドに案内され該ガイドロッドの方向に昇降自在な下第一パンチのホルダと、
筒体から出入りする第一ピストンロッドが設けられた第一空圧シリンダと、
を有するウイズドロアル法の金型装置において、
前記ベースプレートに嵌着するブッシュと、
筒体から出入りする第二ピストンロッドが設けられた第二空圧シリンダと、
下第二パンチ受け板と一体のリフテイングロッドと、
前記リフテイングロッドを挿通可能とし、下端が前記ベースプレートの上面に固着される第三のリングと、
前記第三のリング外径側に設けた第二の雄ねじと、
前記第二の雄ねじに螺着し、前記第三のリングに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第四のリングとを備え、
前記筒体を前記ベースプレートと前記ホルダのいずれか一方に固着し、
かつ前記第一ピストンロッドを他方に固着して、
前記第一空圧シリンダが前記ホルダを昇降し、
前記リフテイングロッドを前記ブッシュに嵌入して昇降方向に摺動自在に軸支し、
前記第二空圧シリンダは前記ベースプレートに前記筒体を固定し、かつ前記第二ピストンロッドを前記リフテイングロッドに結合して備え、前記第二空圧シリンダが前記リフテイングロッドを昇降し、
前記下第二パンチ受け板の下面が前記第四のリング上端に当接し下降が規制されること
を特徴とする粉末成形用の金型装置。
ベースプレートと、
ガイドロッドに案内され該ガイドロッドの方向に昇降自在な下第一パンチのホルダと、
筒体から出入りする第一ピストンロッドが設けられた第一空圧シリンダと、
を有するウイズドロアル法の金型装置において、
前記ベースプレートに嵌着するブッシュと、
筒体から出入りする第二ピストンロッドを有する第二空圧シリンダと、
下第二パンチ受け板と一体のリフテイングロッドと、
前記第二空圧シリンダの下部に突出する第二ピストンロッドと、
前記第二ピストンロッドの下端に固定されたフランジと、
前記第二ピストンロッドを挿通可能とし、上端で前記第二空圧シリンダの下部に固定する第五のリングと、
前記第五のリング外側に設けられた、第三の雄ねじと、
前記第三の雄ねじに螺着し、前記第五のリングに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第六のリングと
を備え、
前記リフテイングロッドを前記ブッシュに嵌入して昇降自在に軸支し、
前記第二空圧シリンダは前記ベースプレートに前記筒体を固定し、
かつ前記第二ピストンロッドを前記リフテイングロッドに結合して備え、
前記第二空圧シリンダが前記リフテイングロッドを昇降し、
前記フランジが前記第六のリング下端に当接して、前記第二ピストンロッドと一体に昇降する前記下第二パンチ受け板の上昇を規制することを特徴とする粉末成形用の金型装置。
前記ベースプレートの上面から下面に貫通し、前記ホルダと一体に昇降し、外径側に第一の雄ねじが設けられたガイドロッドと、
前記ベースプレートの上面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第一のリングと、
前記ベースプレートの下面側で前記第一の雄ねじに螺着し、前記ガイドロッドに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第二のリングと、
前記第二空圧シリンダの下部に突出するピストンロッドと、
前記ピストンロッドの下端に固定されたフランジと、
前記ピストンロッドを挿通可能とし、上端で前記第二空圧シリンダの下部に固定する第五のリングと、
前記第五のリング外側に設けられた、第三の雄ねじと、
前記第三の雄ねじに螺着し、前記第五のリングに対して螺着したまま昇降方向に移動可能な、第六のリングと
を備え、
前記第一のリングが前記ベースプレートの上面に当接して前記ホルダの下降を規制し、
前記第二のリングが前記ベースプレートの下面に当接して前記ホルダの上昇を規制し、
前記フランジが前記第六のリング下端に当接して前記ピストンロッドと一体に昇降する前記下第二パンチ受け板の上昇が規制されること、
を特徴とする請求項２に記載の粉末成形用の金型装置。