JP5034492B2 - ハニカム構造体成形用金型の製造方法 - Google Patents
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Description
このような金型の作製にあたっては、まず、金型の材料となる金型素材を準備し、この金型素材の一方の面からドリル加工により、金型素材を貫通しない深さまで上記供給穴を形成し、次いで、もう一方の面から、円形薄刃砥石を用いて研削加工を行い、供給穴に連結する上記スリット溝を格子状に形成していた。
上記供給穴を設ける穴加工面と、上記スリット溝を形成するスリット加工面とを表裏に有する金型素材を準備する準備工程と、
上記金型素材の上記穴加工面側から上記スリット加工面側へ向けて、上記金型素材を貫通しない深さの上記供給穴を形成する供給穴形成工程と、
回転する円形薄刃砥石を略直線状に進行させつつ上記金型素材を研削し、該金型素材の上記スリット加工面側から上記供給穴に連通し略直線状の上記スリット溝を形成する研削加工を繰り返し行うことにより、上記スリット溝を略四角格子状に配設するスリット溝形成工程とを有し、
該スリット溝形成工程においては、上記研削加工を行って略直線状の上記スリット溝を形成するたびに、上記円形薄刃砥石に付着した切削粉を除去する除去工程を行い、
該除去工程においては、上記スリット溝を形成するたびに、表面に研削溝が配設されたドレス用砥石の上記研磨溝内に、上記円形薄刃砥石の少なくとも外縁を通過させることにより上記切削粉を除去し、
上記除去工程においては、上記円形薄刃砥石の進行方向における上記金型素材の上流側に上記ドレス用砥石を配置し、
上記ドレス用砥石には、その表面に複数の上記研磨溝が配設されており、該研磨溝は、上記金型素材に形成する上記スリット溝同士の間隔と少なくとも同じ間隔で配設されていることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法にある(請求項1)。
本発明においては、準備工程と、供給穴形成工程と、スリット溝形成工程とを行うことにより、ハニカム構造体成形用金型を作製する。
上記準備工程においては、上記供給穴を設ける穴加工面と、上記スリット溝を形成するスリット加工面とを表裏に有する金型素材を準備する。
上記金型素材としては、例えばSKH(高速度工具鋼)、SKD(合金工具鋼)、ステンレス、アルミニウム合金、チタン、インコネル、ハステロイ、ステライト、超硬合金、サーメット等の金属又はそれに類する素材を用いることができる。
上記供給穴は例えばドリル等によって形成することができる。また、ドリル加工の深さ(供給穴の深さ)は、作製しようとする金型に応じて任意に選定することができる。
上記円形薄刃砥石としては、例えば厚み約30μm〜300μmの円盤状の砥石を用いることができる。
この場合には、上記円形薄刃砥石に付着した上記切削粉を簡単に除去することができる。
上記ドレス用砥石が上記金型素材の上流側に配置されている場合には、上記円形薄刃砥石の少なくとも外縁を上記ドレス用砥石の上記スリット溝内を通過させた後に、さらに上記円形薄刃砥石を略直線状に進行させて上記金型素材に上記スリット溝を形成する上記研削加工を行うことができる。
また、上記ドレス用砥石が上記金型素材の下流側に配置されている場合には、上記円形薄刃砥石を略直線状に進行させて上記金型素材に上記スリット溝を形成する上記研削加工を行った後に、さらに上記円形薄刃砥石を進行させて該円形薄刃砥石の少なくとも外縁を下流側に配置された上記ドレス用砥石の上記スリット溝内を通過させることができる。
また、上記ドレス用砥石が上記金型素材の上流側及び下流側の両方に配置されている場合には、上記円形薄刃砥石の少なくとも外縁を上記ドレス用砥石の上記スリット溝内を通過させた後に、さらに上記円形薄刃砥石を略直線状に進行させて上記金型素材に上記スリット溝を形成する上記研削加工を行い、その後さらに上記円形薄刃砥石を略直線状に進行させて該円形薄刃砥石の少なくとも外縁を上記ドレス用砥石の上記スリット溝内を通過させることができる。
いずれの場合においても、上記研削加工と上記除去工程とを連続的に行うことができる。そのため、簡単かつ短時間で上記ハニカム構造体成形用金型を製造することができる。
この場合には、上記研削加工を行うたびに、上記ドレス用砥石の上記研磨溝の位置と、形成しようとする上記スリット溝の位置とを一致させる必要がなくなり、より簡単に上記ハニカム構造体成形用金型を製造することができる。
研削加工1回あたりに加工する上記スリット溝の長さが300mmを越える場合、即ち、上記円形薄刃砥石が金型素材を研削しながら移動するときの移動距離が300mmを越える場合には、上記除去工程において上記円形薄刃砥石に付着した上記切削粉を十分に除去することが困難になるおそれがある。また、上記除去工程において上記切削粉を十分に除去できたとしても、上記研削加工中に生じる切削粉による悪影響を受けやすくなるおそれがある。より好ましくは、研削加工1回あたりに加工する上記スリット溝の長さは40mm以下がよく、さらに好ましくは30mm以下がよい。
本例においては、ハニカム構造体成形用金型を製造する。
図1及び図2に示すごとく、本例において作製するハニカム構造体成形用金型1(以下、適宜、単に金型1という)は、例えばセラミックス原料等を含む材料を押出成形して、ハニカム構造体を成形するために用いられる金型1である。金型1は、材料を供給するための供給穴12と、供給穴12に連通して格子状に設けられ、材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝13とを有する。
準備工程においては、供給穴を設ける穴加工面120と、スリット溝を形成するスリット加工面130とを表裏に有する金型素材11を準備する(図3参照)。
供給穴形成工程においては、金型素材11の穴加工面120側からスリット加工面130側へ向けて、金型素材11を貫通しない深さの供給穴12を形成する(図4参照)。
このようにして、供給穴12と、これに連通すると共に略四角格子状に設けられたスリット溝13とを有するハニカム構造体成形用金型1を作製する(図1及び図2参照)。
以下、本例の製造方法を詳細に説明する。
図3に示すごとく、まず、供給穴を設ける穴加工面120と、スリット溝を形成するスリット加工面130とを表裏に有する金型素材11を準備した。この金型素材11としては、SKD61よりなる鋼版を準備した。また、金型素材11には、周囲より突出したスリット加工面130を予め研削加工により設けてある。
次に、図4に示すごとく、金型素材11の穴加工面120に、所定の深さの供給穴12を形成した。本例においては、超硬ドリルを用いて、穴加工面120から金型素材11を貫通しない所定の深さまでドリル加工を行って供給穴12を形成した。供給穴12は、スリット加工面130における突出部分の底部に若干進入する程度の深さまで形成した。この時点では、穴加工面120とスリット加工面130は貫通していない。
次いで、図5(a)〜(c)に示すごとく、金型素材11のスリット加工面130側から円形薄刃砥石25によって研削加工を行い供給穴12に連通するスリット溝13を形成する。
スリット溝形成工程においては、図6及び図7に示すごとく、2枚の円盤状のフランジ21、22に挟まれた円形薄刃砥石25を有する研削工具2を用いて研削加工を行う。研削工具2には、これを回転装置(図示略)等に連結させて研削工具2を回転させるための回転孔29が形成されている。
このように金型素材11の上流側に配置することにより、直線状のスリット溝を形成する研削加工の前に、円形薄刃砥石25の少なくとも外縁をドレス用砥石3の研磨溝35内を通過させることができる。
次いで、図5(c)に示すごとく、研磨溝を通過して研磨された円形薄刃砥石25をさらに進行させて、円形薄刃砥石25を金型素材11の一方の端部111から金型素材11に進入させた。そして、回転する円形薄刃砥石25によりスリット加工面130から供給穴12に連通する深さまで研削加工を行いながら、円形薄刃砥石25を金型素材11の他方の端部112まで進行させて、円形薄刃砥石25の進行方向に伸びる略直線状のスリット溝13形成した。
本例のスリット溝形成工程においては、図5(c)に示すごとく、回転する円形薄刃砥石25を金型素材11の一方の端部111から他方の端部112まで略直線状に進行させつつ金型素材11を研削し、そのスリット加工面130側から供給穴12に連通し略直線状のスリット溝13を形成する研削加工を繰り返し行うことにより、略直線状のスリット溝13を所定間隔で複数形成すると共に、スリット溝13と略直交するスリット溝13を所定間隔で複数形成する。このようにして、図1及び図2に示すごとく、四角形格子状に配されたスリット溝13を形成することができる。
したがって、本例の製造方法によれば、スリット溝形成時の砥石の破損を防止できると共に、所望の形状のスリット溝を有するハニカム構造体成形用金型を製造することができる。
また、除去工程においては、円形薄刃砥石25の進行方向における金型素材11の上流側にドレス用砥石3を配置している。そのため、上述のごとく、円形薄刃砥石25の少なくとも外縁をドレス用砥石3のスリット溝35内に通過させた後、さらに円形薄刃砥石25を進行させて連続的に研削加工を行うことができる(図5(a)〜(c)参照)。そのため、簡単かつ短時間でハニカム構造体成形用金型を製造することができる。
11 金属素材
12 供給穴
120 穴加工面
13 スリット溝
130 スリット加工面
25 円形薄刃砥石
3 ドレス用途石
35 研磨溝
Claims (4)
- 材料を供給するための供給穴と、該供給穴に連通すると共に略四角格子状に設けられ、材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝とを有するハニカム構造体成形用金型の製造方法において、
上記供給穴を設ける穴加工面と、上記スリット溝を形成するスリット加工面とを表裏に有する金型素材を準備する準備工程と、
上記金型素材の上記穴加工面側から上記スリット加工面側へ向けて、上記金型素材を貫通しない深さの上記供給穴を形成する供給穴形成工程と、
回転する円形薄刃砥石を略直線状に進行させつつ上記金型素材を研削し、該金型素材の上記スリット加工面側から上記供給穴に連通し略直線状の上記スリット溝を形成する研削加工を繰り返し行うことにより、上記スリット溝を略四角格子状に配設するスリット溝形成工程とを有し、
該スリット溝形成工程においては、上記研削加工を行って略直線状の上記スリット溝を形成するたびに、上記円形薄刃砥石に付着した切削粉を除去する除去工程を行い、
該除去工程においては、上記スリット溝を形成するたびに、表面に研削溝が配設されたドレス用砥石の上記研磨溝内に、上記円形薄刃砥石の少なくとも外縁を通過させることにより上記切削粉を除去し、
上記除去工程においては、上記円形薄刃砥石の進行方向における上記金型素材の上流側に上記ドレス用砥石を配置し、
上記ドレス用砥石には、その表面に複数の上記研磨溝が配設されており、該研磨溝は、上記金型素材に形成する上記スリット溝同士の間隔と少なくとも同じ間隔で配設されていることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。 - 請求項1において、上記スリット溝形成工程においては、上記研削加工1回あたりに長さ300mm以下の上記スリット溝を形成することを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
- 請求項1又は2において、上記円形薄刃砥石は、厚みが30μm〜300μmであることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記金型素材は、SKH(高速度工具鋼)、SKD(合金工具鋼)、ステンレス、アルミニウム合金、チタン、インコネル、ハステロイ(登録商標)、ステライト、超硬合金、又はサーメットからなることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
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