JP6004532B2 - Sizing core mold - Google Patents
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この発明は、孔付き部品のサイジングに利用するコア金型に関する。 The present invention relates to a core mold used for sizing a holed part.
粉末冶金法で製造される孔付き焼結部品の中に、内接歯車ポンプ用のポンプロータなどのように高い孔精度が要求されるものがある。そのような孔付き焼結部品については、焼結後にサイジング処理を行って孔精度を高めることがなされている。 Some sintered parts with holes manufactured by powder metallurgy require high hole accuracy such as pump rotors for internal gear pumps. For such holed sintered parts, sizing treatment is performed after sintering to increase hole accuracy.
そのサイジングによる孔形状と孔寸法の矯正は、ダイとパンチとコアを組み合わせたサイジング用金型によってなされる。 The correction of the hole shape and hole size by the sizing is performed by a sizing die in which a die, a punch and a core are combined.
サイジング用金型のコアは、図３に示すようなもの、即ち、一般に鋼で形成される本体１１の先端に超硬ヘッド１２を取り付け、その超硬ヘッド１２で部品をしごいて矯正するものが通常利用されている。なお、本体１１は、プレス機のヨークなどに締結される取付け部１３を有しており、その取付け部１３から立ち上がった柱状部１４の上端に超硬ヘッド１２が接合されている。
The core of the sizing mold is as shown in FIG. 3, that is, a cemented
本体の柱状部１４に対する超硬ヘッド１２の接合は、柱状部１４の上端に切頭円錐形の凹部１５を設け、その凹部１５に超硬ヘッド１２の下端に形成した切頭円錐形の凸部１６を挿入してテーパ嵌合させ（その嵌合部の高さ寸法は、直径がφ２０ｍｍのコアで約１５ｍｍ）、そのテーパ嵌合部を鑞付けする方法で行なわれている。なお、下記特許文献１が従来技術として取り上げているように、前記凹部に代えてＶ字状の溝を、前記凸部に代えてＶ字状の突起をそれぞれ設け、その両者をテーパ嵌合させて鑞付けすることもなされている。
The cemented
本体の上端に超硬ヘッドをテーパ嵌合させて鑞付けして接合した従来のコア金型は、本体に対する超硬ヘッドの接合強度が不足しがちで超硬ヘッドが本体から外れ易い。 The conventional core mold in which a cemented carbide head is taper-fitted to the upper end of the main body and is brazed and joined tends to have insufficient joining strength of the cemented carbide head to the main body, and the cemented carbide head tends to come off the main body.
図３に示したコア金型の圧縮荷重による変形状態の解析結果を誇張して図４に示す。図３のサイジング用コア金型１０は、柱状部１４の外周に回り止め用のキーを係合させるキー溝１７を設けており、そのキー溝の設置によって柱状部１４の強度が周方向の１箇所で弱くなっている。そのために、圧縮荷重を受けると図４に示すような撓みを生じる。
FIG. 4 exaggerates the analysis result of the deformation state due to the compressive load of the core mold shown in FIG. The
その撓みの影響などで超硬ヘッド１２の鑞付け接合部に無理な力が加わり、接合部が剥がれて超硬ヘッド１２が本体１１から外れることがあった。その超硬ヘッドの外れは、サイジングにおける部品の引き抜き過程でも生じることがあった。これは、小径のコア金型では、鑞付け接合部の接合面積を十分に確保するのが難しいことに起因すると考えられる。
For example, an excessive force is applied to the brazed joint of the
前掲の特許文献１は、その超硬ヘッドの外れの問題に対応するために、超硬ヘッドをスリーブ状にし、これを本体の柱状部の上端に設けた小径軸部（突出部）の外周に嵌める構造を提案しているが、この構造は、コア金型の直径が小さいときには超硬ヘッドの肉厚や本体の上端の小径軸部の直径を十分に確保することができず、使用規制を受ける。 In the above-mentioned Patent Document 1, in order to cope with the problem of separation of the cemented carbide head, the cemented carbide head is formed into a sleeve shape, and this is formed on the outer periphery of a small diameter shaft portion (projecting portion) provided at the upper end of the columnar portion of the main body. Although a structure to be fitted is proposed, this structure cannot ensure the thickness of the carbide head and the diameter of the small diameter shaft at the upper end of the main body when the diameter of the core mold is small. receive.
この発明は、直径の小さなコア金型であってもサイジング時の圧縮荷重や引き抜き荷重による損壊が抑制され、構造面からの使用規制も受けないようにすることを課題としている。 An object of the present invention is to prevent damage caused by a compressive load or a pull-out load during sizing even in a core mold having a small diameter, and to prevent use restrictions from the structural surface.
上記の課題を解決するため、この発明においては、取付け部から立ち上がらせた柱状部の上端に成形部を有し、その成形部で上記孔をしごいて矯正するサイジング用コア金型を以下の通りに構成した。即ち、全体を前記取付け部と超硬合金によって形成される主体部とに分け、前記主体部に前記柱状部及び成形部を備えさせ、前記柱状部の下端を前記取付け部の上面に設けた取付け孔に差し込んで鑞付け接合した。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a sizing core mold that has a molded part at the upper end of a columnar part raised from an attachment part, and corrects the above-mentioned hole by squeezing is provided as follows. Configured as street. That is, the whole is divided into the attachment part and a main part formed of cemented carbide, the main part is provided with the columnar part and the molding part, and the lower end of the columnar part is provided on the upper surface of the attachment part. It was inserted into the hole and brazed.
このコア金型は、前記柱状部の長手途中に従来のキー溝に代えて２面幅の面取り部を設け、その面取り部の平面をストッパで拘束する構造にして回り止めを行うと軸方向圧縮荷重による図４のような撓みが抑制されて好ましい。 This core mold is provided with a chamfered portion having a width of two faces in place of the conventional key groove in the middle of the columnar portion, and is compressed in the axial direction when the chamfered portion is constrained by a stopper to prevent rotation. The bending as shown in FIG. 4 due to the load is preferably suppressed.
この発明のコア金型は、主体部に含まれる柱状部の下端を取付け部の上面に設けた孔に差し込んで鑞付け接合しており、柱状部の上端に超硬ヘッドをテーパ嵌合させて鑞付けする構造に比べて鑞付け接合部の接合面積を大きく確保することができる。 In the core mold of the present invention, the lower end of the columnar part included in the main body part is inserted into a hole provided in the upper surface of the mounting part and brazed, and a carbide head is taper-fitted to the upper end of the columnar part. Compared to the structure to be brazed, it is possible to ensure a large joint area of the brazed joint.
そのために、接合強度が高まり、圧縮荷重や引っ張り荷重に対する耐力が大きくなってコア金型の破壊が防止される。 For this reason, the bonding strength is increased, the yield strength against compressive load and tensile load is increased, and the core mold is prevented from being broken.
また、この発明のコア金型は、柱状部の上端を小径にする必要がない。成形部もスリーブ状にする必要がなく、そのために、成形部の直径が小さい場合、例えば、その直径がφ１５ｍｍ〜φ２０ｍｍ程度しかないと言った場合にも、強度面での使用規制を受けることがない。 Moreover, the core metal mold | die of this invention does not need to make the upper end of a columnar part small diameter. The molded part does not need to be formed into a sleeve shape. Therefore, when the diameter of the molded part is small, for example, when the diameter is only about φ15 mm to φ20 mm, it is subject to use restrictions in terms of strength. Absent.
以下、この発明のサイジング用コア金型の実施の形態を、添付図面の図１、図２に基づいて説明する。図１に示すように、この発明のサイジング用コア金型１は、取付け部２と主体部５によって構成される。
Embodiments of a sizing core mold according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, a sizing core mold 1 according to the present invention includes an
取付け部２は、鋼で形成されており、この取付け部２がコア金型を支持するプレス機のヨークなどに固定される。この取付け部２には、上面に開口する垂直な取付け孔３とその取付け孔の底から外部に至る空気抜き孔４がそれぞれ設けられている。
The
主体部５は、全体が超硬合金によって形成されたものであって、取付け部２から立ち上る柱状部６とその柱状部の上端に連なる成形部７とからなる。その柱状部６と成形部７は、基本形が断面円形をなすものであって、柱状部６の長手途中には、従来のキー溝に代わる２面幅の面取り部８が設けられている。その面取り部８は、キー溝に比べて加工性と圧縮荷重に対する耐性に優れる。
The
この主体部５は、柱状部６の下端を取付け部２の取付け孔３に挿入し、その挿入部の外面と取付け孔３の内面を鑞付けすることで取付け部２に連結されている。
The
このために、嵌合部の直径が細くならず（従来構造では、嵌合部の直径は柱状部６の直径よりも小さくなる）、嵌合部の高さ寸法（＝取付け孔３の孔深さ）も十分に確保可能になっており、これにより、鑞付け接合部の接合面積が柱状部の先端に超硬ヘッドを鑞付けする従来構造に比べて大きくし、なおかつ、嵌合部をストレート嵌合にして接合強度を高めることが可能になった。 For this reason, the diameter of the fitting portion does not become thin (in the conventional structure, the diameter of the fitting portion is smaller than the diameter of the columnar portion 6), and the height dimension of the fitting portion (= depth of the mounting hole 3) This also makes it possible to secure a sufficient amount of the joint area of the brazed joint compared to the conventional structure in which a cemented carbide head is brazed to the tip of the columnar part, and the fitting part is straight. It has become possible to increase the joint strength by fitting.
−実施例−
図１に示した構造のコア金型を試作した。
そのコア金型の寸法諸元は以下の通りである。
コア金型の全高Ｈ＝２８０ｍｍ
主体部の長さＬ＝２５０ｍｍ
主体部の直径Ｄ＝１５ｍｍと２０ｍｍの２種類
面取り部の２面幅の面間寸法＝１３ｍｍ
取付け部に設けられた取付け孔の深さｄ＝２０ｍｍ
主体部材料：タングステン（Ｗ）８８ｗｔ％−Ｃｏ１２ｗｔ％の組成の超硬合金
取付け部材料：ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ−４４７）
-Example-
A core mold having the structure shown in FIG.
The dimensions of the core mold are as follows.
Total height of core mold H = 280mm
Length of main part L = 250mm
2 types of main part diameter D = 15 mm and 20 mm Chamfered part width between faces = 13 mm
Depth of mounting hole provided in mounting part d = 20mm
Material of main part: Tungsten (W) Cemented carbide with composition of 88wt% -Co12wt% Mounting material: Nickel chromium molybdenum steel (SNCM-447)
この試作コア金型を使用して、内接歯車ポンプ用ロータの中心に設けられるφ１５ｍｍとφ２０ｍｍの孔のサイジングを行った。その結果、図３の従来構造では超硬ヘッドが外れることがあったが、発明品のコア金型は、主体部の外れが全く起こらなかった。 Using this prototype core mold, holes of φ15 mm and φ20 mm provided at the center of the rotor for the internal gear pump were sized. As a result, in the conventional structure of FIG. 3, the cemented carbide head may come off, but in the core mold of the invention, the main part did not come off at all.
これは、鑞付け部の接合面積が大きくなっていること、主体部の全体が超硬合金からなるために柱状部が撓み難くなっていること、鑞付け部がストレート嵌合になっており、そのために、従来のテーパ嵌合に比べてサイジング対象品を引き抜くときの引っ張り応力が接合部に引き剥がし力として加わり難くなっていることの相乗効果によると考えられる。 This is because the joining area of the brazing part is large, the main part is made of cemented carbide and the columnar part is difficult to bend, the brazing part is a straight fit, Therefore, it is considered that this is due to a synergistic effect that the tensile stress when pulling out the sizing target product is less likely to be applied as a peeling force to the joint as compared with the conventional taper fitting.
ちなみに、超硬ヘッドの直径がφ２０ｍｍ、テーパ嵌合させた鑞付け部の高さが１５ｍｍの従来のコア金型の鑞付け面積Ｓは、４９３．８ｍｍ２であったのに対し、発明品の試作コア金型（主体部直径φ２０ｍｍ）の鑞付け面積Ｓは、６９２．７ｍｍであった。 Incidentally, the brazing area S of a conventional core mold having a carbide head diameter of φ20 mm and a taper-fitted brazing portion height of 15 mm was 493.8 mm 2 , whereas The brazing area S of the prototype core mold (main body diameter φ20 mm) was 692.7 mm.
この場合、コア金型に加わる引き抜き荷重Ｗが２５０２ｋｇであるとすると、従来のコア金型の鑞付けに対しては５．７ｋｇ／ｍｍ２の応力が加わるが、発明品のコア金型ではその応力が３．６１ｋｇ／ｍｍ２となって大きく軽減される。 In this case, if the drawing load W applied to the core mold is 2502 kg, a stress of 5.7 kg / mm 2 is applied to the brazing of the conventional core mold. The stress is greatly reduced to 3.61 kg / mm 2 .
１、１０ サイジング用コア金型
２ 取付け部
３ 取付け孔
４ 空気抜き孔
５ 主体部
６ 柱状部
７ 成形部
８ 面取り部
１１ 本体
１２ 超硬ヘッド
１３ 取付け部
１４ 柱状部
１５ 凹部
１６ 凸部
１７ キー溝
Ｈ コア金型の高さ
Ｌ 主体部の長さ
ｄ 取付け孔の深さ
Ｄ 主体部直径
DESCRIPTION OF
Claims (2)
形部（７）で製品の孔をしごいて矯正するサイジング用コア金型であって、全体を前記取付け部（２）と、超硬合金によって形成される主体部（５）とに分け、前記取付け部（２）を鋼で形成し、前記主体部（５）に前記柱状部（６）及び成形部（７）を備えさせ、前記柱状部（６）の外径の一定した下端側を前記取付け部（２）の上面に設けた取付け孔（３）に差し込んで鑞付け接合したサイジング用コア金型。 A sizing core mold having a molded part (7) at the upper end of a columnar part (6) raised from an attachment part (2), and squeezing and correcting a hole in the product at the molded part (7). the mounting portion across and (2), divided into main section (5) which is formed by a cemented carbide, the attachment portion (2) is formed of steel, the columnar portion to the main portion (5) ( 6) and a molded part (7), and the lower end side of the columnar part (6) having a constant outer diameter is inserted into a mounting hole (3) provided on the upper surface of the mounting part (2) and brazed. Sizing core mold.
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