JP4932407B2 - 粉末成形装置 - Google Patents
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Description
粉末冶金焼結法としては、ダイと、ダイとともに充填部を画成する下パンチと、充填部に向かい進退可能に支持された上パンチとを備えており、充填部内に成形粉末が充填されたときに、下パンチと上パンチとによって金属粉末を圧縮して所望の成形品を形成する構成が知られ、ダイの形成された充填部に成形粉末が充填され、上パンチが充填部に向かい進入し、充填部内に充填された成形粉末を押圧することで粉末成形品が成形される。
このように、ダイに対して下パンチを相対移動させて金属粉末を成形する場合、ダイを固定して下パンチをダイに対して前進させることにより充填部内の金属粉末を下方から圧粉する、例えば特許文献1に示されるようなダイ固定方式と、下パンチを固定してダイが下降することにより充填部内の金属粉末を相対的に下方から圧粉する、例えば特許文献2に示されるようなウィズドローアル方式とが実用化されている。
請求項1に記載された発明は、金属粉末が充填される充填部が形成されたダイと、前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチと、前記下パンチと前記ダイとを相対移動可能とする下ラムとを備えた粉末成形装置であって、前記ダイが固定されて、前記下ラムに接続された下パンチが前記ダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、前記下パンチが固定されて、前記下ラムに接続されたダイが前記下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、前記切替手段は、成形方式が入力される入力部と、前記下ラムの位置を検出する検出手段と、前記入力された成形方式にもとづいて前記下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段とを備え、前記入力部は、前記成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを有し、前記識別部は、ダイセットに設けられていることを特徴とする。
その結果、下ラムは、入力された成形方式に対応する原点位置に調整され、ダイ及び下パンチの位置を対応する成形方式に容易に対応させられる。
また、入力部が、成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備えて、ダイセットに設けられた識別部を検出して、各ダイセットに対応する成形方式を人手によらずに識別することができる。その結果、人手による作業が省力化され、人が識別することによる誤操作が防止される。
図1は、この実施形態の粉末成形装置1を示す図であり、粉末成形装置1は、ダイセット(金型)10と、粉末成形プレス50と、ダイ固定成形方式とウィズドローアル成形方式とを切替え自在とする切替手段80とを備えている。
ここで、ダイ固定成形方式とは、ダイが固定された状態で下ラムに接続された下パンチがダイに対して進退させられる成形方式であり、ウィズドローアル成形方式とは、下パンチが固定された状態で下ラムに接続されたダイが下パンチに対して進退させられる成形方式である。
この場合、下パンチプレート13は、押上ロッド41を介して押上プレート44と接続されるとともに、押上プレート44がT型ジョイント45を介して下ラム61と接続されており、下ラム61が上下方向に進退することで、下パンチ21及び下パンチプレート13は、押上プレート44とともに上下方向に移動するようになっている。
また、ダイプレート12は、支持部材42を介してベースプレート14に固定されている。
この場合、ダイ11及びダイプレート12は、押上ロッド41を介して押上プレート44と接続されるとともに、押上プレート44がT型ジョイント45を介して下ラム61と接続されており、下ラム61が上下方向に進退することで、ダイ11及びダイプレート12が上下方向に移動するようになっている。
ここで、ダイ固定式成形方式とウィズドローアル成形方式のダイセット10において用いられるT型ジョイント45は、共通の形状、寸法を有しており、ともに下ラム61に接続自在とされている。
また、上パンチプレート34は、その上部に設けられたTジョイント37を介して上ラム71に接続され、上ラム71が上ラム駆動モータ72によって、上パンチ31とともに上下方向に移動するようになっている。
この実施の形態においては、「ダイ固定成形方式」の場合には、識別孔15Aが、「ウィズドローアル成形方式」の場合には、識別孔15Bが形成されている。
プレス下側本体部60は、下ラム61と、下ラム駆動モータ62と、下ラム駆動部支持板63と、回転軸支持板64と、下ラムベースプレート65と、廻り止めロッド66と、下ラムガイドプレート67と、本体ベッド68とを備えており、下ラム駆動部支持板63と、回転軸支持板64と、下ラムベースプレート65と、下ラムガイドプレート67と、本体ベッド68とは、下方からこの順序で配置され、廻り止めロッド66は、下ラムベースプレート65と下ラムガイドプレート67との間に立設されている。
下ラム61は、下ラム61の下方側に、雄ネジ62Bと係合可能な雌ねじ61Bが形成され、下ラム61の外周は下ラムガイドプレート67に設けられたガイド部材67Aに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、下ラム61は基端部(下方側)が下ラムベースプレート65に固定されるとともに下ラムベースプレート65に立設されている。
また、雌ネジ61Aは、ダイ固定式成形方式のダイセット10を取り付けた場合に雄ネジ62Bが雄ネジ62Bに対して相対的に下降するとともに、ウィズドローアル成形方式のダイセット10を取り付けた場合に雄ネジ62Bが雄ネジ62Bに対して相対的に上昇して接続する構成とされる。
そのため、雌ネジ61Aの軸線方向の長さは、成形可能とされる粉末成形品Wの成形ストロークの1/2以上の距離を雄ネジ62Bが移動できるように形成されている。
その結果、下ラム駆動モータ62の回転軸62Aが回転されると、回転軸62Aの雄ネジ62Bと下ラム61の雌ネジ61Aが係合して、下ラム駆動モータ62の回転が上下方向の移動に変換され、下ラム61が上下方向に進退するようになっている。
上ラム71は、上ラム71の上方側に、雄ネジ72Bと係合可能な雌ねじ71Bが形成され、上ラム71の外周は上ラムガイドプレート77に設けられたガイド部材77Aに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、上ラム71は基端部(上方側)が上ラムベースプレート75に固定されるとともに上ラムベースプレート75に立設されている。
その結果、上ラム駆動モータ72の回転軸72Aが回転されると、回転軸72Aの雄ネジ72Bと上ラム71の雌ネジ71Aが係合して、上ラム駆動モータ72の回転が上上方向の移動に変換され、上ラム71が上下方向に進退するようになっている。
この実施の形態では、識別センサ85Aが識別孔15Aの存在を検出すると、ダイ固定成形方式とされ、識別センサ85Bが識別孔15Bの存在を検出すると、ウィズドローアル成形方式とされている。
この実施の形態では、第1の位置センサ89Aと第2の位置センサ89Bは、リニアスケールに設けられている。
まず、手動により、「ダイ固定成形方式」に切替える場合について説明する。
「ダイ固定成形方式」のダイセット10を粉末成形プレス50に取付ける。
セレクトスイッチ82を「ダイ固定成形方式」に切替えて、切替スイッチ91を「ON」にする。
自動切替スイッチ91が「ON」にされると、下ラム駆動モータ62が駆動して回転軸62Aが回転し、回転軸62Aの雄ネジ62Bが下ラム61の雌ネジ62Bに係合するとともに、回転軸62Aの回転が下ラム61の上下方向の移動に変換される。
まず、「ダイ固定成形方式」のダイセット10を粉末成形プレス50に取付けて、セレクトスイッチ82を「自動モード」に切替えて、切替スイッチ91を「ON」にする。
ダイセット10に形成された識別孔15Aの存在が識別センサ85Aによって検出され、その検出結果が、制御部88に伝送されることにより、ダイセット10が固定ダイ成形方式であると区別される。その後の動作は、手動の場合と同じであり、説明を省略する。
図3、図4は、ダイ固定成形方式におけるダイセット10の動作を示すものであり、図3は、固定されたダイ11に対する下パンチ21と上パンチ31の動作を、図4は、横軸に成形開始からの時間をとったときの下パンチ21及び上パンチ31の相対的な位置関係を示したものであり、L21は下パンチ21の動作線図を、L31は上パンチ31の動作線図を示しており、L11はダイ11の上面を示している。
次に、手動により、「ウィズドローアル成形方式」に切替える場合について説明する。
セレクトスイッチ82を「ウィズドローアル成形方式」に切替えることと、第1の位置センサ89Aに代えて、第2の位置センサ89Aが下ラム61の位置検出部材89Cを検出する点を除き、上記「ダイ固定成形方式」と同様であるので説明を省略する。
この場合、ダイセット10に形成された識別孔15Bの存在が識別センサ85Bによって検出され点を除き、「ダイ固定成形方式」の場合と同様であるので説明を省略する。
図5、図6は、ダイ固定成形方式におけるダイセット10の動作を示すものであり、図5は、固定されたダイ11に対する下パンチ21と上パンチ31の動作を、図6は、横軸に成形開始からの時間をとったときの下パンチ21及び上パンチ31の相対的な位置関係を示したものであり、L21は下パンチ21の動作線図を、L31は上パンチ31の動作線図を示しており、L11はダイ11の上面を示している。
次いで、図5(F)に示すように、下ラム駆動モータ62の駆動が停止され、ダイ11の下降が停止され、その後、上ラム駆動モータ72が回転されて上パンチ31が上昇するとともに粉末成形品Wの保持が解除される。(図6、第6行程E7)
また、ダイセット10に、成形方式に対応した識別孔15が設けられ、その識別孔15の有無を識別センサ85が検出して、成形方式を区別するようになっているので、対応する成形方式を自動で切替えることができる。また、識別センサ85が故障した場合に誤作動が生じにくい。
下ラム61に設けられる第1の位置センサ89Aと第2の位置センサ89Bは、リニアスケールの他、近接スイッチ、リミットスイッチとすることが可能であり、また、エンコーダ等の検出手段を用いることも可能である。
P 金属粉末
1 粉末成形装置
10 ダイセット(金型)
11 ダイ
15、15A、15B 識別孔(識別部)
21 下パンチ
31 上パンチ
61 下ラム
80 切替手段
82 入力部
85、85A,85B 識別センサ
88 制御部
89 検出手段
89A 第1の位置センサ
89B 第2の位置センサ
Claims (4)
- 金属粉末が充填される充填部が形成されたダイと、
前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、
前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチと、
前記下パンチと前記ダイとを相対移動可能とする下ラムとを備えた粉末成形装置であって、
前記ダイが固定されて、前記下ラムに接続された下パンチが前記ダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、
前記下パンチが固定されて、前記下ラムに接続されたダイが前記下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、
前記切替手段は、
成形方式が入力される入力部と、
前記下ラムの位置を検出する検出手段と、
前記入力された成形方式にもとづいて前記下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段と、を備え、
前記入力部は、前記成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを有し、
前記識別部は、ダイセットに設けられていることを特徴とする粉末成形装置。 - 請求項1に記載の粉末成形装置であって、
前記制御部は、前記下ラムを前記成形方式に対応した順序で作動させることを特徴とする粉末成形装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の粉末成形装置であって、
前記制御部は、前記識別センサの検出結果に基づいて、前記下ラムの位置を自動で原点位置に調整することを特徴とする粉末成形装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の粉末成形装置であって、
前記検出手段は、
前記ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第1の位置センサと、
前記ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第2の位置センサとを備えていることを特徴とする粉末成形装置。
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