JP5432881B2

JP5432881B2 - プレス体の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP5432881B2
Application number: JP2010257525A
Authority: JP
Inventors: 直也大森; 善充澤園; 大二田林
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: JP2012106265A

Description

本発明は、プレス体の製造方法及び製造装置に関し、特に、ドリル、エンドミル、フライス加工用または旋削加工用の刃先交換型切削チップに用いるプレス体の製造に好適である。

刃先交換型切削チップは、ダイおよび上下一対のパンチを備えたプレス装置による成形工程を経て作成されたプレス体を、焼結炉にて焼結することによって製造される。成形工程では、ダイおよび上下一対のパンチによって形成された成形空間に所定量の粉末を充填した後、ダイ、上パンチ、下パンチの少なくともいずれか１つを移動させて充填した粉末を加圧成形（プレス）している。

加圧成形によって得られるプレス体の形状精度を向上させるために、ダイ、上パンチ、下パンチを所定の位置に停止させるように制御する位置制御方法や、上パンチと下パンチの圧縮力が所定値になるように制御する荷重制御方法が知られている。

特開平１−１８１９９７号公報ＷＯ２００８／１１４８２７号公報

旋削加工や転削加工において刃先交換型切削チップを使用する場合、刃先交換型切削チップが寿命に達した時点で刃先交換型切削チップを交換しながら加工を行う。そのため、刃先交換型切削チップの形状や寸法にバラツキがあると、刃先交換型切削チップの交換前と交換後で切れ刃の刃先位置にずれが生じて加工精度や加工面品位が低下してしまう。このような問題は、複数の刃先交換型切削チップを同時に使用するような、フライス加工等の際に特に顕著になる。刃先交換型切削チップの形状のバラツキを抑えるためには、焼結する前のプレス体の形状精度だけでなく、プレス体に含まれる粉末の重量を一定にする必要がある。

位置制御方法では、成形空間内に供給する粉末の重量を一定にするために、粉末供給装置の形状や動作設定等を最適化して粉末の重量を調整している。ところが、粉末の嵩密度や粒径・粒度分布などにバラツキがあるため、供給する粉末の重量を完全に制御するのは難しい。

また、加圧成形によって得られるプレス体の形状だけでなく、プレス体の重量を測定し、その測定結果に基づいて次回の粉末充填量を調整する方法も知られている。これは、測定したプレス体の重量が予め定めた目標値と乖離していた場合に、次回の加圧成形の際に粉末の充填深さを変えて１回の成形に要する粉末量を調整し、プレス体の重量を制御する方法である。この方法によれば、プレス体の重量を目標値近傍に制御することができるが、プレス体を取り出して重量測定をするには時間がかかるため、生産性が悪いという問題がある。

また、その他にも、ポジティブタイプ刃先交換型切削チップのように、成形空間の上パンチ側と下パンチ側の面積が異なる場合は、粉末の充填深さによってプレス体重量の変化量が異なるため、粉末の充填深さを変えるだけではプレス体重量を一定にするのは難しい。

本発明は、上記の事情を考慮し、精度の良い刃先交換型切削チップを効率良く製作するためのプレス体の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では以下の手段を提案する。
本発明は、ダイ、上パンチおよび下パンチからなる成形空間に充填された粉末を加圧成形しプレス体を製造する方法である。より具体的には、加圧成形時のプレス荷重を荷重測定手段によって測定する工程と、荷重測定手段によって測定されたプレス荷重Ｐｍｅａと、予め設定したプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとを荷重比較手段によって比較する工程とを備える。さらに、荷重比較手段における比較結果に基づいて、次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更する工程を備えている（以下、荷重制御と称することがある。）。

また、本発明は、さらに、以下の工程を備えることが好ましい。
プレス体の重量測定の要否を判断する工程と、この工程において、重量測定をする必要があると判断された場合は、加圧成形後のプレス体の重量を重量測定手段によって測定する工程と、重量測定手段によって測定されたプレス体重量Ｗｍｅａと、予め設定したプレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊとを重量比較手段によって比較する工程。さらに、重量比較手段における比較結果に基づいて、次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更する工程を備えている（以下、重量制御と称することがある。）。

また、本発明のプレス体の製造方法では、荷重制御を行う際の次回のプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを、重量比較手段の比較結果に基づいて更新することが好ましい。

また、本発明のプレス体の製造方法では、次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更した場合は、次回の加圧成形時のプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを直前のプレス荷重Ｐｍｅａとして更新することが好ましい。また、測定されたプレス体重量Ｗｍｅａが所定値内にある場合は、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを変更する必要は無いが、プレス体重量を測定するごとに変更するようにしても良い。

また、本発明のプレス体の製造方法では、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊの変更は、測定されたプレス体重量Ｗｍｅａが所定値に入るまで、あるいは所定回数に達するまで連続して重量制御にて加圧成形した後、荷重制御で加圧成形を開始する際に行うことが好ましい。

また、本発明のプレス体の製造方法では、重量測定手段にてプレス体重量Ｗｍｅａの測定を行う頻度を、荷重測定手段にてプレス荷重Ｐｍｅａの測定を行う頻度よりも少なくすることが、生産効率の見地より工業的に好ましい。

また、本発明のプレス体の製造方法では、プレス体の製造を開始してから加圧成形の回数が所定回数に到達するまでは、荷重比較手段に基づいた粉末の充填深さの変更を行わずに、重量比較手段の比較結果に基づいて粉末の充填深さを変更するようにすることが好ましい。

また、本発明のプレス体の製造方法では、プレス荷重Ｐｍｅａと、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとの差が大きいほど、次回の加圧成形における粉末の充填深さの変更量を大きくするようにすることが好ましい。例えば、プレス荷重Ｐｍｅａとプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとの差の大きさに応じた複数の補正区間を設定し、その補正区間ごとに粉末の充填深さの補正量を変更する式を変えるようにしても良い。

また、本発明のプレス体の製造方法では、前記プレス体を刃先交換型切削チップに用いるものとし、前記粉末は、超硬合金、サーメット、セラミックスまたはハイスのいずれかとすることが好ましい。

また、本発明のプレス体の製造方法は、チップブレーカや取り付け穴の有無に関わらず有効であるが、プレス体がポジティブタイプの刃先交換型切削チップのときに特に高い効果が得られる。

さらに、本発明は、ダイ、上パンチおよび下パンチからなる成形空間に充填された粉末を加圧成形してプレス体を製造するための製造装置に関するものである。より具体的には、加圧成形時のプレス荷重を測定する荷重測定手段と、この荷重測定手段によって測定されたプレス荷重Ｐｍｅａと、予め設定したプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとを比較する荷重比較手段と、加圧成形後のプレス体の重量を測定する重量測定手段と、この重量測定手段によって測定されたプレス体重量Ｗｍｅａと、予め設定したプレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊとを重量比較手段とを有している。そして、重量比較手段および／または荷重比較手段における比較結果に基づいて、次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更するようにしている。

本発明のプレス体の製造装置においては、重量比較手段および／または荷重比較手段における比較の結果、プレス荷重Ｐｍｅａおよび／またはプレス体重量Ｗｍｅａが設定範囲外と判定された場合、プレス体を選別するための自動選別手段をさらに備えていることが好ましい。さらに、本発明のプレス体の製造装置は、プレス体自動取り出し装置を備えており、この自動取り出し装置によって自動選別を行うのが好ましい。また、本発明はウイズドロアル式、ダイ固定式、フローティングダイ式、型押し式等、いずれのプレス方式においても有効である。

本発明によれば、形状および重量のバラツキが少ないプレス体を効率よく製造することができるため、精度の良い刃先交換型切削チップを効率良く製作することができる。

本発明の製造装置の構成を示す概念図である。本発明の一実施形態にかかる荷重制御を行った際のプレス荷重の推移を示す図である。本発明の一実施形態にかかる制御フローを示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の製造装置を示す概念図であり、図１（ａ）〜（ｃ）はネガティブチップを製造する場合を示し、図１（ｄ）〜（ｆ）はポジティブチップを製造する場合を示している。この概念図では、ダイ２・上パンチ３・下パンチ４を備えたプレス装置１を表している。本図では模擬的にダイの位置を一定としているが、これはダイ２と上パンチ３・下パンチ４の相対的な位置関係を示したものであり、絶対的な位置を示したものではない。実際にはダイ２および下パンチ４が固定された片押し式や、ダイ２が固定されたダイ工程式、下パンチ４が固定されたウイズドロアル式などがあり、ダイ２と上パンチ３・下パンチ４は自由な絶対的な位置を取るが、本図は説明のためダイ２の位置を一定とした図としている。

上パンチ３・下パンチ４は、ロッドを介してプレス装置１の上ラム及び下ラムに連結されている。前記ダイ２の上側には、粉末５を供給するホッパーに連結されたフィーダー１１が移動可能に取付けられている。フィーダー１１内には自動秤量された粉末５が入っている。フィーダー１１が移動すると、所定の粉末の充填深さになるような位置に移動したダイ２と下パンチ４とで形成された成形空間に粉末５が充填される。この充填が完了した後、ダイ２・上パンチ３・下パンチ４が定められた成形厚みになるまで移動して加圧成形が行われ、プレス体６が得られる。

ダイ２・上パンチ３・下パンチ４が所定の成形厚みになるまで移動したときのプレス荷重をプレス装置１に設けた荷重センサで測定し、プレス荷重Ｐｍｅａとして記録する。このプレス荷重Ｐｍｅａは、予め定めたプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊと比較される。比較の結果、プレス荷重Ｐｍｅａとプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとの差が大きい場合は、次回の加圧成形における粉末の充填深さを調整する。即ち、プレス荷重Ｐｍｅａが小さすぎた場合は、粉末の充填量が少なかったので所定の成形厚みになるまでに要した荷重が小さくなったと判断し、次回の粉末充填量が多くなるように、前回の加圧成形のときよりも次回の加圧成形における粉末の充填深さを大きく設定する。また、プレス荷重Ｐｍｅａが大きすぎた場合は、粉末の充填量が多かったので所定の成形厚みになるまでに要した荷重が大きくなったと判断し、次回の粉末充填量が少なくなるように、前回の加圧成形のときよりも次回の加圧成形における粉末の充填深さを小さく設定する。

このように、プレス荷重に基づいて粉末の充填深さを調整するようにしたので、プレス体の重量測定をする場合よりも測定に要する時間がはるかに短く済み、プレス体を効率良く生産することができる。特に、ネガティブタイプのチップのように、プレス荷重、粉末の充填深さとプレス体重量の相関がポジティブタイプのチップに比べて比較的一律であるような形状の場合に有効である。

図２に基づいて、プレス荷重に基づく制御をした場合の具体例について説明する。図２は所定の成形厚みまで加圧成形した際のプレス荷重の変化を示している。まず、１回目のプレス（１）の際のプレス荷重Ｐｍｅａは、『補正なし』の区間内（プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊ〜制御閾値Ｌ）にあるので、次回の粉末の充填深さは補正しない。次に、２回目のプレス（２）におけるプレス荷重Ｐｍｅａは、制御閾値Ｌよりも小さい『補正発動区間４』にあるため、次回の３回目のプレス（３）の際には粉末の充填深さを大きくした状態で加圧成形を行う。このように、前回の加圧成形の際のプレス荷重Ｐｍｅａの結果に応じて次回の粉末の充填深さを調整する制御を繰り返し行っていく。

なお、プレス荷重Ｐｍｅａの値が制御閾値Ｌよりも小さく、次回の粉末の充填深さの補正が必要な区間を『補正発動区間３』と『補正発動区間４』に分けているが、これは１つの区間としても良く、またより多くの区間としても良い。本実施例のように複数の区間に分割する場合は、プレス荷重Ｐｍｅａとプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊの差が大きいときほど、次回の補正量を大きくするようにすることが好ましい。

粉末の充填深さの補正量は、例えば下記の式（１）のように設定することができる。区間ごとに補正量を調整したい場合は、係数ｃ，ｄの値を区間ごとに変更すれば良い。なお、粉末の充填深さ補正量は、式（１）で求められた値（絶対値）に対し、Ｐｍｅａ＞Ｐｏｂｊの時はマイナス（粉末の充填深さを小さくする）、Ｐｍｅａ＜Ｐｏｂｊの時はプラス（粉末の充填深さを大きくする）となる。式（１）におけるＰｏｂｊは、補正を行うか否かの制御閾値Ｈ,制御閾値Ｌにおける荷重としても良い。

充填深さ補正量（ｍｍ）＝｜ｃ＋ｄ×（Ｐｍｅａ−Ｐｏｂｊ）｜・・・（１）

また、図２の例では選別上限値および選別下限値を設けている。プレス荷重Ｐｍｅａがこの値を超えた場合は、焼結して刃先交換型切削チップを作成したとしても、形状のバラツキが大きくなる可能性が高いので、焼結工程に至る前に選別することが好ましい。この選別は、プレス装置１に取り出し装置を設け、自動的に選別するようにすれば良い。

なお、本発明は、プレス体の重量の測定結果に基づいて制御を行う重量制御方法と組み合わせても良い。上述した荷重制御方法と重量制御方法とを組み合わせた場合のフローチャートを図３に添付する。太枠で囲まれた部分が、重量制御方法として制御を追加する箇所である。

従来技術の課題の項で述べたように、プレス体の重量を測定するのは時間がかかるので、荷重を測定する頻度に比べて重量を測定する頻度を少なくするのが好ましい。以下にプレス回数をカウントし、プレス体の重量の測定する一定の頻度（例：加圧成形１０回ごと）で追加する例について説明するが、測定のタイミングは、粉末の充填深さが所定量変動した場合（例：前回の重量測定に基づいて粉末の充填深さを制御した時の値と比べて０．１％以上変動した場合）としても良い。さらに、連続加圧成形を開始してから所定の回数（例：最初の３０回）行うなどの設定を加えても良い。

まず、加圧成形の回数が一定頻度に達した場合、プレス体の重量を測定し、プレス体重量Ｗｍｅａを記録する。このプレス体重量Ｗｍｅａとプレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊを比較し、比較結果に基づいて粉末の充填深さを補正する。具体的には、プレス体重量Ｗｍｅａが所定値よりも小さかった場合は、粉末の充填深さを大きくする。プレス体重量Ｗｍｅａが所定値よりも大きかった場合は、粉末の充填深さを小さくする。

プレス体の重量の測定は、このプレス体重量Ｗｍｅａが所定値になるまで重量制御フラグを「ＯＮ」としておき、重量制御の必要が無いと判断されて重量制御フラグが「ＯＦＦ」になるまで繰り返し行われる。そして、プレス体重量Ｗｍｅａが所定値になった時点でプレス回数のカウンタをリセットし、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを更新する。この場合、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊは、直前のプレス、つまりプレス体重量Ｗｍｅａが所定の範囲内に入った場合のプレス荷重Ｐｍｅａに更新される。なお、プレス体重量Ｗｍｅａが所定の範囲内に入っていた場合でも、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを常に直前のプレス荷重Ｐｍｅａに更新するようにしても良い。

また、重量制御を行い、プレス体重量Ｗｍｅａが所定の範囲内に入った場合でも、そこから所定のプレス回数を重量制御で行い、それらのプレス体重量Ｗｍｅａが以下の場合に荷重制御に移行するようにしても良い。
・全てのＷｍｅａが所定の範囲内に入った場合
・設定確率以上でＷｍｅａが所定の範囲内に入った場合
・設定確率以上でＷｍｅａが所定の範囲内に入り、かつ最終加圧成形時のＷｍｅａが所定の範囲内に入った場合

さらに、荷重制御に移行する場合は、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを以下の通り設定することができる。
１）重量制御を行った最終加圧成形時のＰｏｂｊ
２）重量制御を行った全加圧成形の平均荷重
３）重量制御を行った際に、Ｗｍｅａが所定の範囲内に入った加圧成形時の平均荷重

なお、粉末の充填深さの補正量は、下記の式（２）のように設定することができる。荷重制御のときと同じように所定の区間ごとに補正量を調整したい場合は、係数ａ、ｂの値を区間ごとに変更すれば良い。なお、粉末の充填深さ補正量は、Ｗｍｅａ＞Ｗｏｂｊの時はマイナス（粉末の充填深さを小さくする）、Ｗｍｅａ＜Ｗｏｂｊの時はプラス（粉末の充填深さを大きくする）となる。

充填深さ補正量＝ａ＋ｂ × Ｗｃａｌ・・・（２）
※Ｗｃａｌ＝｜現粉末の充填深さ−現粉末の充填深さ×現在の指示重量÷Ｗｍｅａ｜

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
ＷＣ−０．３ｗｔ％Ｃｒ_３Ｃ_２−１０．０ｗｔ％Ｃｏの組成に配合した原料粉末をボールミルで粉砕混合後、造粒乾燥させた超硬合金粉末を準備した。その後、ＪＩＳＢ４１２０（１９９８）規定のＳＮＧＮ１２０４０８形状のプレス体を１０００個作成し、１３８０゜Ｃ真空中で焼結して刃先交換型切削チップを作成した。プレス体の作成は、荷重制御によって行い、図２に示す補正区間は上側１区間、下側１区間とし、補正量はプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとプレス荷重Ｐｍｅａの差の大きさに関係なく一定（Ｐｏｂｊに対し、０．５％以上の荷重変動が発生した場合、粉末の充填深さを２０μｍ減らす。Ｐｏｂｊに対し、−０．５％以下の荷重変動が発生した場合、粉末の充填深さを２０μｍ増やす。）とした。なお、プレス体のプレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊおよびプレス体の指示厚み（プレス体６をプレス装置１から取り出したときの厚み）については、事前に条件出しを行った。

比較例として、粉末の充填深さを一定とした以外は上記と同じ条件で１０００個の刃先交換型切削チップを作成し、本発明の方法で作成した刃先交換型切削チップとともに、焼結体内接円のバラツキ（標準偏差）と生産性（１，０００個プレスするのに要した時間）を比較した。

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップの焼結体に比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの焼結体の生産性はほぼ同等で、焼結体内接円のバラツキは１９％低減することができた。

＜実施例２＞
粉末の充填深さの補正以外の方法は実施例１と同じ条件で実験を行った。
粉末の充填深さの補正量は、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊに対し、±０．５％以上の荷重変動が発生した場合、下記の式（３）に基づいて粉末の充填深さを自動補正した。

充填深さ補正量（ｍｍ）＝｜０．００５＋０．５×（Ｐｍｅａ−Ｐｏｂｊ）｜・・・（３）

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップの焼結体に比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの焼結体の生産性はほぼ同等で、焼結体内接円のバラツキは２８％低減することができた。

＜実施例３＞
刃先交換型切削チップの形状と粉末の充填深さの補正以外の方法は実施例２と同じ条件で実験を行った。刃先交換型切削チップの形状は、住友電工ハードメタル(株)ＳＥＭＴ１３Ｔ３ＡＧＳＮ−Ｇ型とした。
粉末の充填深さの補正は、重量制御を追加した。重量制御は、荷重制御を４９回行った後、プレス体重量Ｗｍｅａが設定範囲内に入るまで重量制御を行い、以降は同様の制御を繰り返した。重量制御の際の粉末の充填深さの補正量は、プレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊに対し、±０．１％以上のプレス体重量の変動が発生した場合、下記の式（４）に基づいて粉末の充填深さを自動補正した。

充填深さ補正量（ｍｍ）＝０．００５＋０．５×Ｗｃａｌ・・・（４）

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップに比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの生産性は３％低下したが、焼結体内接円のバラツキは４９％低減することができた。実施例２のときよりも形状のバラツキを抑える効果が高かったのは要因のひとつに、本実施例の刃先交換型切削チップの形状がポジティブタイプのチップだったことが挙げられる。ポジティブタイプのチップの場合、図１（ｄ）〜（ｆ）から明らかなように、上パンチ側と下パンチ側の面積が異なっているために、１回の成形に要する粉末量を一定にするのは難しく、形状のバラツキが大きくなってしまう。本実施例では、プレス体の重量に基づく重量制御を組み合わせたことにより、１回の成形に要する粉末量を一定になるように調整することができ、形状のバラツキを抑えることができたものと考えられる。

＜実施例４＞
粉末の充填深さの補正以外の方法は実施例３と同じ条件で実験を行った。
実施例３と異なるのは、４９回の荷重制御を行った後、プレス体重量Ｗｍｅａが設定範囲内に入るまで重量制御を行った後、最後に加圧成形を行った際のプレス荷重をプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊに再設定する点である。なお、プレス体重量Ｗｍｅａが設定範囲内に入っていた場合は、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊは変更しなかった。

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップに比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの生産性は３％低下したが、焼結体内接円のバラツキは７４％低減することができた。

＜実施例５＞
粉末の充填深さの補正以外の方法は実施例４と同じ条件で実験を行った。
実施例３と異なるのは、プレス体重量Ｗｍｅａが設定範囲内に入っていた場合でも、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを変更した点である。本実施例では、プレス体重量Ｗｍｅａが設定範囲内に入っていた場合でも、そのときのプレス荷重を次回のプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊに再設定した。

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップに比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの生産性は３％低下したが、焼結体内接円のバラツキは７６％低減することができた。

＜実施例６＞
粉末の充填深さの補正以外の方法は実施例５と同じ条件で実験を行った。
粉末の充填深さの補正量は、プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊに対し、±０．２％以上の荷重変動が発生した場合、下記の式（５）に基づいて粉末の充填深さを自動補正し、±０．６％以上の荷重変動が発生した場合、下記の式（６）に基づいて粉末の充填深さを自動補正した。

充填深さ補正量（ｍｍ）＝｜０．００４＋０．３×（Ｐｍｅａ−Ｐｏｂｊ）｜・・・（５）

充填深さ補正量（ｍｍ）＝｜０．００８＋０．７×（Ｐｍｅａ−Ｐｏｂｊ）｜・・・（６）

また、重量制御の際の粉末の充填深さの補正量は、プレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊに対し、±０．０６％以上のプレス体重量の変動が発生した場合、下記の式（７）に基づいて粉末の充填深さを自動補正し、±０．１２％以上のプレス体重量の変動が発生した場合、下記の式（８）に基づいて粉末の充填深さを自動補正した。

充填深さ補正量（μｍ）＝０．００４＋０．４×Ｗｃａｌ・・・（７）

充填深さ補正量（μｍ）＝０．００８＋０．８×Ｗｃａｌ・・・（８）

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップに比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの生産性は３％低下したが、焼結体内接円のバラツキは８２％低減することができた。

＜実施例７＞
実施例６と同じ条件で実験を行い、さらに自動選別機能を追加した。自動選別は、Ｗｏｂｊに対し、±０．２４％以上プレス体重量が変動した場合、またはＰｏｂｊに対し、±１．２％以上のプレス荷重変動が発生した場合、自動的に不良品として選別し、焼結は行わなかった。

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップに比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの生産性は３％低下したが、焼結体内接円のバラツキは８４％低減することができた。自動選別されたプレス体個数は８個（歩留９９．２％）だった。

＜実施例８＞
刃先交換型切削チップの材質・形状・焼結方法を変更し、実施例６と同じ条件で実験を行った。刃先交換型切削チップは、４８．０ｗｔ％ＴｉＣＮ−１０．０ｗｔ％ＴｉＣ−２．０ｗｔ％ＴａＣ−４．０ｗｔ％ＮｂＣ−１４．０ｗｔ％ＷＣ−７．０ｗｔ％Ｍｏ_２Ｃ−７．０ｗｔ％Ｎｉ−１０．０ｗｔ％Ｃｏの組成に配合した原料粉末をボールミルで粉砕混合後、造粒乾燥させたサーメット粉末を準備した。その後、ＳＯＭＴ１２０４０８ＰＤＥＲ−Ｇの形状のプレス体を作成、０．３ＫＰａ窒素雰囲気１５００゜Ｃで１時間焼結して刃先交換型切削チップを作成した。

比較の結果、比較例の方法で製造した刃先交換型切削チップに比べて、本発明の方法で製造した刃先交換型切削チップの生産性は３％低下したが、焼結体内接円のバラツキは８１％低減することができた。自動選別されたプレス体個数は１２個（歩留９８．８％）だった。

上述したように、本発明によれば、形状および重量のバラツキが少ないプレス体を効率よく製造することができる。そのため、内接円や厚みや対頂寸法等の値に代表される寸法精度の優れた焼結体を得ることができ、これにより寸法精度の良い刃先交換型切削チップを効率良く製作することができる。また、本発明は研削箇所がない、または底面のみ研磨するような刃先交換型切削チップにおいて効果が高いが、全面または一部を研削加工する刃先交換型切削チップの場合でも、焼結体寸法精度が高いため研削しろを減らすことができる。さらに、研削加工機に焼結体を保持する際の位置精度が高まるため、研削加工後のチップの形状精度が高くなるといった効果がある。

なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。

本発明のプレス体の製造方法とその製造装置によれば、精度の良い刃先交換型切削チップを効率良く製作することに好適である。

１プレス装置
２ダイ
３上パンチ
４下パンチ
５粉末
６プレス体
１１フィーダー

Claims

ダイ、上パンチおよび下パンチからなる成形空間に充填された粉末を加圧成形しプレス体を製造する方法であって、
加圧成形時のプレス荷重を荷重測定手段によって測定する工程と、
前記荷重測定手段によって測定されたプレス荷重Ｐｍｅａと、予め設定したプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとを荷重比較手段によって比較する工程と、
前記荷重比較手段における比較結果に基づいて、次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更する工程と、
プレス体の重量測定の要否を判断する工程と、
前記プレス体の重量測定の要否を判断する工程において重量測定をする必要があると判断された場合は、加圧成形後のプレス体の重量を重量測定手段によって測定する工程と、
前記重量測定手段によって測定されたプレス体重量Ｗｍｅａと、予め設定したプレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊとを重量比較手段によって比較する工程と、
前記重量比較手段における比較結果に基づいて、次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更する工程と、
を有し、
プレス荷重に基づいて加圧成形を行う際の次回のプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを、前記重量比較手段の比較結果に基づいて更新し、
次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更した場合は、次回の加圧成形時の前記プレス設定荷重Ｐｏｂｊを、直前のプレス荷重Ｐｍｅａに更新し、
前記プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊの変更は、測定された前記プレス体重量Ｗｍｅａが所定値に入るまで、あるいは所定回数に達するまで連続して、プレス体重量の測定結果に基づいて加圧成形を行った後、プレス荷重に基づく加圧成形を開始する際に行うようにした、プレス体の製造方法。
請求項１に記載のプレス体の製造方法であって、
前記重量測定手段にて前記プレス体重量Ｗｍｅａの測定を行う頻度を、前記荷重測定手段にて前記プレス荷重Ｐｍｅａの測定を行う頻度よりも少なくしたプレス体の製造方法。
請求項１に記載のプレス体の製造方法であって、
前記プレス体の製造を開始してから加圧成形の回数が所定回数に到達するまでは、前記荷重比較手段に基づいた粉末の充填深さの変更を行わずに、前記重量比較手段の比較結果に基づいて粉末の充填深さを変更するようにしたプレス体の製造方法。
請求項１に記載のプレス体の製造方法であって、
前記プレス荷重Ｐｍｅａと、前記プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとの差が大きいほど、次回の加圧成形における粉末の充填深さの変更量を大きくするようにしたプレス体の製造方法。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のプレス体の製造方法であって、
前記プレス体は、刃先交換型切削チップに用いられるものであって、
前記粉末は、超硬合金、サーメット、セラミックスまたはハイスのいずれかであるプレス体の製造方法
請求項５に記載のプレス体の製造方法であって、
前記プレス体は、ポジティブタイプの刃先交換型切削チップであるプレス体の製造方法。
ダイ、上パンチおよび下パンチからなる成形空間に充填された粉末を加圧成形してプレス体を製造するための製造装置であって、
前記プレス体の加圧成形時のプレス荷重を測定する荷重測定手段と、
前記荷重測定手段によって測定されたプレス荷重Ｐｍｅａと、予め設定したプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊとを比較する荷重比較手段と、
前記プレス体の重量測定の要否を判断する工程において重量測定をする必要があると判断された場合は加圧成形後のプレス体の重量を測定する重量測定手段と、
前記重量測定手段によって測定されたプレス体重量Ｗｍｅａと、予め設定したプレス体重量の設定重量Ｗｏｂｊとを比較する重量比較手段と、
を有し、
前記重量比較手段および／または前記荷重比較手段における比較結果に基づいて、次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更し、
プレス荷重に基づいて加圧成形を行う際の次回のプレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊを、前記重量比較手段の比較結果に基づいて更新し、
次回の加圧成形における粉末の充填深さを変更した場合は、次回の加圧成形時の前記プレス設定荷重Ｐｏｂｊを、直前のプレス荷重Ｐｍｅａに更新し、
前記プレス荷重の設定荷重Ｐｏｂｊの変更は、測定された前記プレス体重量Ｗｍｅａが所定値に入るまで、あるいは所定回数に達するまで連続して、プレス体重量の測定結果に基づいて加圧成形を行った後、プレス荷重に基づく加圧成形を開始する際に行うようにした、プレス体の製造装置。
前記重量比較手段および／または前記荷重比較手段における比較の結果、前記プレス荷重Ｐｍｅａおよび／または前記プレス体重量Ｗｍｅａが設定範囲外と判定された場合、プレス体を選別するための自動選別手段をさらに備えた請求項７に記載のプレス体の製造装置。