JP6015495B2 - Powder molding equipment - Google Patents

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Description

本発明は、金属粉末等を加圧成形する粉末成形装置に関する。   The present invention relates to a powder molding apparatus that press-molds metal powder or the like.

従来、ダイ及び下パンチ等から構成される金型のキャビティに投入された粉末材料を、装置に取り付けられた上パンチと金型の下パンチとの間で加圧成形する粉末成形装置が知られている。
例えば特許文献1に開示された粉末成形装置は、金型機能部として、ダイセットと複数のパンチセットからなるパンチセット群とを備えている。ダイセットは、ダイプレート及び連結ロッドを含み、パンチセットは、パンチプレート及び連結ロッドを含む。また、駆動機能部として、複数のパンチセットにそれぞれ対応する油圧シリンダ群を備えている。この粉末成形装置は、パンチを多段で構成することで、多段の成形品を成形可能である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a powder molding apparatus that press-molds a powder material put into a mold cavity composed of a die, a lower punch, and the like between an upper punch attached to the apparatus and a lower punch of the mold is known. ing.
For example, the powder molding apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a die set and a punch set group including a plurality of punch sets as a mold functional unit. The die set includes a die plate and a connecting rod, and the punch set includes a punch plate and a connecting rod. In addition, as a drive function unit, a hydraulic cylinder group corresponding to each of the plurality of punch sets is provided. This powder molding apparatus can form a multi-stage molded product by forming the punch in multiple stages.

特開2005−296962号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-29662

特許文献1の装置では、油圧シリンダ群を、多重の筒状シリンダが中心シリンダを囲むように配置した構成とすることで、装置の高さ方向の小型化を図っている。しかし、金型機能部と駆動機能部とが独立して構成され、金型機能部が駆動機能部の上部に積み重なるように配置されているため、依然として装置の体格が十分に小型化されていない。   In the device of Patent Document 1, the hydraulic cylinder group is configured so that multiple cylindrical cylinders surround the central cylinder, thereby reducing the size of the device in the height direction. However, since the mold function unit and the drive function unit are configured independently and the mold function unit is arranged so as to be stacked on the upper part of the drive function unit, the physique of the apparatus is still not sufficiently reduced in size. .

ここで、本願と特許文献1との用語の対比について触れておく。特許文献1の「複数のパンチ」に対応するものとして、本願では、主となる1つの「下パンチ」、及びその他の「コア」という用語を用いる。これは、特許文献1では同心階段状の成形品を代表的な実施形態としているのに対し、本願では複数の貫通孔を有する板状成形品を代表的な実施形態としているという違いに由来する。例えば、本願の代表的な実施形態における「コア」は、貫通孔に対応する部分をキャビティから除くための部材である。しかしながら、本願の「下パンチ及びコア」と特許文献1の「複数のパンチ」とは本質的な違いはない。したがって、本願の「下パンチ及びコア」を用いて、特許文献1に記載された同心階段状の成形品を成形することももちろん可能である。   Here, a comparison of terms between the present application and Patent Document 1 will be mentioned. In this application, the term “main punch” and the other “core” are used in the present application as corresponding to “plural punches” of Patent Document 1. This is derived from the difference that, in Patent Document 1, a concentric staircase-shaped molded product is a representative embodiment, whereas in the present application, a plate-shaped molded product having a plurality of through holes is a representative embodiment. . For example, the “core” in the representative embodiment of the present application is a member for removing a portion corresponding to the through hole from the cavity. However, there is no essential difference between the “lower punch and core” of the present application and the “plurality of punches” of Patent Document 1. Therefore, it is of course possible to mold the concentric stepped molded product described in Patent Document 1 using the “lower punch and core” of the present application.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダイ及び下パンチに加え少なくとも1つのコアを含む金型構成の粉末成形装置において、体格を小型にする粉末成形装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems. An object of the present invention is to provide a powder molding apparatus having a mold configuration that includes at least one core in addition to a die and a lower punch. It is to provide.

本発明は、キャビティに充填された粉末材料を、下パンチと、下パンチと対向するように設けられた上パンチとの間で加圧成形する粉末成形装置に係る発明である。キャビティは、型穴が形成されたダイ、型穴に内挿された下パンチ、及び、型穴の内側に下パンチと分離して設けられた複数のコアによって区画されている。
この粉末成形装置は、ベースプレートと、ダイを支持するダイプレートをベースプレートに対して昇降駆動可能なダイ駆動部と、上パンチを支持する上パンチプレートをベースプレートに対して昇降駆動可能な上パンチ駆動部と、下パンチユニットとを備える。下パンチユニットは、ベースプレートに搭載され、下パンチ、複数のコア、及び、複数のコアを下パンチに対して相対移動させることが可能なコアアクチュエータが一体に組み立てられている。ここで、コアアクチュエータは、例えば油圧シリンダである。
複数のコアは、下パンチの中心軸上に設けられるセンタコア、及び、センタコアの外側に周方向に沿って設けられる複数のサイドコアを含む。
複数のコアアクチュエータは、シリンダ室内を摺動可能なピストン、及び、基端がピストンに結合され、先端がコアのキャビティとは反対側の端部であるフランジ部を固定するコアプレートに結合されたピストンロッドを含む。
下パンチユニットの高さ方向において、サイドコアを駆動するコアアクチュエータのピストンは、センタコアを駆動するコアアクチュエータのピストンと、センタコアのフランジ部との間に配置されている。
The present invention relates to a powder molding apparatus that press-molds a powder material filled in a cavity between a lower punch and an upper punch provided to face the lower punch. The cavity is defined by a die in which a mold hole is formed, a lower punch inserted in the mold hole, and a plurality of cores provided separately from the lower punch inside the mold hole.
The powder molding apparatus includes a base plate, a die driving unit capable of driving the die plate supporting the die up and down relative to the base plate, and an upper punch driving unit capable of driving the upper punch plate supporting the upper punch up and down relative to the base plate. And a lower punch unit. Lower punch unit is mounted on the base plate, the lower punch, a plurality of cores, and the core actuator capable of relatively moving a plurality of cores with respect to the lower punch that are assembled together. Here, the core actuator is, for example, a hydraulic cylinder.
The plurality of cores includes a center core provided on the central axis of the lower punch, and a plurality of side cores provided along the circumferential direction outside the center core.
The plurality of core actuators are coupled to a piston that can slide in the cylinder chamber, and a core plate that fixes a flange portion whose base end is coupled to the piston and whose distal end is an end opposite to the core cavity. Includes piston rod.
In the height direction of the lower punch unit, the piston of the core actuator that drives the side core is disposed between the piston of the core actuator that drives the center core and the flange portion of the center core.

本発明の下パンチユニットは、金型機能部としての下パンチ及びコア、並びに駆動機能部としてのコアアクチュエータが、独立して設けられるのでなく、一体に組み立てられている。したがって、金型機能部が駆動機能部の上部に積み重なるように配置された従来技術に対し、粉末成形装置の体格を小型にすることができる。   In the lower punch unit of the present invention, the lower punch and the core as the mold function part and the core actuator as the drive function part are not independently provided, but are integrally assembled. Therefore, the physique of the powder molding apparatus can be made smaller than the prior art in which the mold function unit is arranged so as to be stacked on top of the drive function unit.

本発明の粉末成形装置は、装置本体を共通とし、適用する成形品毎に下パンチユニット等を交換することで汎用機として使用することができる。本発明の技術的特徴の要部は下パンチユニットの構成にあることから、下パンチユニットを生産、譲渡等する行為は、本発明の粉末成形装置のみに用いる物を生産、譲渡等する行為に該当すると考えられる。ここで、「のみに用いる」とは、本発明の粉末成形装置に用いる以外に、経済的、商業的又は実用的な他の用途がないことをいう。   The powder molding apparatus of the present invention can be used as a general-purpose machine by sharing the apparatus main body and replacing the lower punch unit or the like for each molded product to be applied. Since the main feature of the technical features of the present invention is the configuration of the lower punch unit, the act of producing, transferring, etc. the lower punch unit is the act of producing, transferring, etc., the items used only for the powder molding apparatus of the present invention. It seems to be applicable. Here, “used only” means that there is no other economical, commercial or practical use other than the use in the powder molding apparatus of the present invention.

本発明の一実施形態による粉末成形装置の全体模式図である。1 is an overall schematic view of a powder molding apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による粉末成形装置の下パンチユニットの断面図である。It is sectional drawing of the lower punch unit of the powder shaping | molding apparatus by one Embodiment of this invention. 下パンチユニット要部の(a)平面図、(b)断面図である。It is (a) top view and (b) sectional drawing of the principal part of a lower punch unit. 本発明の一実施形態による粉末成形装置の充填準備工程の模式図である。It is a schematic diagram of the filling preparation process of the powder shaping | molding apparatus by one Embodiment of this invention. 同上の充填工程の模式図である。It is a schematic diagram of a filling process same as the above. 同上の加圧圧縮工程の模式図である。It is a schematic diagram of a pressurization compression process same as the above. 同上の抜き出し工程の模式図である。It is a schematic diagram of the same extraction process. 同上の取り出し工程の模式図である。It is a schematic diagram of the extraction process same as the above. (a)、(b):本発明の一実施形態の粉末成形装置によって成形される成形品の模式図である。 (c)、(d)、(e):本発明のその他の実施形態の粉末成形装置によって成形される成形品の模式図である。(A), (b): It is a schematic diagram of the molded article shape | molded by the powder shaping | molding apparatus of one Embodiment of this invention. (C), (d), (e): It is a schematic diagram of the molded article shape | molded by the powder shaping | molding apparatus of other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態による粉末成形装置について図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態による粉末成形装置は、焼結工法の前工程として金属等の粉末材料を加圧圧縮成形する装置である。図1に示すように、粉末成形装置100は、ベースプレート11、上ラム12、ガイドポスト13、ダイ駆動部70、上パンチ駆動部80、下パンチユニット20、その他図示しない支持台、制御盤等を備えた縦型機である。
なお、図1を装置の正面視とすると、側面視はほぼ同様であるため、図示を省略する。また、図1において中心軸O上に図示された部材は、原則として同軸に配置されている。
Hereinafter, a powder molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(One embodiment)
A powder molding apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus that compresses and compresses a powder material such as metal as a pre-process of a sintering method. As shown in FIG. 1, the powder molding apparatus 100 includes a base plate 11, an upper ram 12, a guide post 13, a die drive unit 70, an upper punch drive unit 80, a lower punch unit 20, and other support tables (not shown), a control panel, and the like. It is a vertical machine equipped.
When FIG. 1 is a front view of the apparatus, the side view is substantially the same, and thus the illustration is omitted. In addition, the members illustrated on the central axis O in FIG. 1 are arranged coaxially in principle.

ベースプレート11及び上ラム12は方形の板であり、四角のコーナーで4本のガイドポスト13の下部及び上部を支持する。ダイプレート17及び上パンチプレート18は、ガイドポスト13に対応する位置に設けられたスライドガイド19によって、ガイドポスト13に沿って昇降可能である。ダイプレート17は、型穴51が形成されたダイ5を支持する。上パンチプレート18は、下パンチ2と対向する上パンチ6を支持する。   The base plate 11 and the upper ram 12 are rectangular plates, and support the lower and upper portions of the four guide posts 13 at square corners. The die plate 17 and the upper punch plate 18 can be moved up and down along the guide post 13 by a slide guide 19 provided at a position corresponding to the guide post 13. The die plate 17 supports the die 5 in which the mold cavity 51 is formed. The upper punch plate 18 supports the upper punch 6 that faces the lower punch 2.

ダイ駆動部70は、ダイプレート17とタイロッド72で連結された下部シリンダ71の動作によって、ダイプレート17をベースプレート11に対して昇降駆動可能である。また、上パンチ駆動部80は、上パンチプレート18とタイロッド72で連結された上部シリンダ81の動作によって、上パンチプレート18をベースプレート11に対して昇降駆動可能である。下部シリンダ71及び上部シリンダ81として、本実施形態では油圧シリンダが用いられる。   The die driving unit 70 can drive the die plate 17 up and down with respect to the base plate 11 by the operation of the lower cylinder 71 connected to the die plate 17 and the tie rod 72. Further, the upper punch driving unit 80 can drive the upper punch plate 18 up and down with respect to the base plate 11 by the operation of the upper cylinder 81 connected to the upper punch plate 18 by the tie rod 72. In this embodiment, hydraulic cylinders are used as the lower cylinder 71 and the upper cylinder 81.

下パンチユニット20は、ベースプレート11に搭載され、下パンチ2、サイドコア3及びセンタコア4、並びに、サイドコアシリンダ37及びセンタコアシリンダ47等が一体に組み立てられている。
下パンチ2は、ダイ5の型穴51に内挿される。サイドコア3及びセンタコア4は、端面において下パンチ2の輪郭の内側に下パンチ2と分離して設けられている。すなわち、下パンチ2が型穴51に内挿された状態で、型穴51の内側に設けられている。
サイドコアシリンダ37及びセンタコアシリンダ47は、特許請求の範囲に記載の「コアアクチェータ」に相当し、それぞれサイドコア3及びセンタコア4を下パンチ2に対して相対移動させる。本実施形態では油圧シリンダが用いられる。
The lower punch unit 20 is mounted on the base plate 11, and the lower punch 2, the side core 3, the center core 4, the side core cylinder 37, the center core cylinder 47, and the like are assembled together.
The lower punch 2 is inserted into the mold hole 51 of the die 5. The side core 3 and the center core 4 are provided separately from the lower punch 2 inside the contour of the lower punch 2 at the end surfaces. That is, the lower punch 2 is provided inside the mold cavity 51 with the lower punch 2 inserted in the mold cavity 51.
The side core cylinder 37 and the center core cylinder 47 correspond to a “core actuator” recited in the claims, and move the side core 3 and the center core 4 relative to the lower punch 2, respectively. In this embodiment, a hydraulic cylinder is used.

続いて、下パンチユニット20の詳細な構成について、図2を参照して説明する。
ベースプレート11上に、センタコアシリンダブロック471が固定部材48によって固定されている。センタコアシリンダブロック471の上には、サイドコアシリンダブロック371、圧受けシャフト27、下パンチプレート26及び下パンチ押え25が順に積み重ねられ、固定される。下パンチ押え25及び下パンチプレート26は、下パンチ2のフランジ部を挟んで固定する。したがって、本実施形態では下パンチ2は不動である。
Next, a detailed configuration of the lower punch unit 20 will be described with reference to FIG.
A center core cylinder block 471 is fixed on the base plate 11 by a fixing member 48. On the center core cylinder block 471, the side core cylinder block 371, the pressure receiving shaft 27, the lower punch plate 26, and the lower punch presser 25 are stacked in order and fixed. The lower punch presser 25 and the lower punch plate 26 are fixed by sandwiching the flange portion of the lower punch 2. Therefore, in this embodiment, the lower punch 2 does not move.

センタコアシリンダブロック471に形成されたシリンダ室472にはピストンロッド474が結合したピストン473が摺動可能に収容されており、これらによってセンタコアシリンダ47が構成される。センタコアシリンダ47は、図示しない油圧供給経路からシリンダ室472に油圧が供給されることで、ピストンロッド474を昇降させる。
ピストンロッド474の先端には、センタコア4のフランジ部を挟んで固定するセンタコア押え45及びセンタコアプレート46が結合されている。これにより、センタコアシリンダ47の動作によって、センタコア4を下パンチ2に対して昇降駆動可能である。
A piston 473 coupled with a piston rod 474 is slidably accommodated in a cylinder chamber 472 formed in the center core cylinder block 471, and the center core cylinder 47 is configured by these. The center core cylinder 47 raises and lowers the piston rod 474 by supplying hydraulic pressure to the cylinder chamber 472 from a hydraulic supply path (not shown).
A center core presser 45 and a center core plate 46 that are fixed with a flange portion of the center core 4 interposed therebetween are coupled to the tip of the piston rod 474. Accordingly, the center core 4 can be driven up and down with respect to the lower punch 2 by the operation of the center core cylinder 47.

サイドコアシリンダブロック371に形成されたシリンダ室372にはピストンロッド374が結合したピストン373が摺動可能に収容されており、これらによってサイドコアシリンダ37が構成される。サイドコアシリンダ37は、図示しない油圧供給経路からシリンダ室372に油圧が供給されることで、ピストンロッド374を昇降させる。
ピストンロッド374の先端には、サイドコア3のフランジ部を挟んで固定するサイドコア押え35及びサイドコアプレート36が結合されている。これにより、サイドコアシリンダ37の動作によって、サイドコア3を下パンチ2に対して昇降駆動可能である。
The side core cylinder block 371 cylinder chamber 372 formed in which a piston 373 which piston rod 374 is attached is slidably housed, rhinoceros DoCoMo Ashirinda 37 is constituted by these. The side core cylinder 37 raises and lowers the piston rod 374 by supplying hydraulic pressure to the cylinder chamber 372 from a hydraulic supply path (not shown).
A side core presser 35 and a side core plate 36 that are fixed with a flange portion of the side core 3 interposed therebetween are coupled to the tip of the piston rod 374. Thereby, the side core 3 can be driven up and down with respect to the lower punch 2 by the operation of the side core cylinder 37.

また、互いに固定された下パンチプレート26とサイドコアシリンダ37との間には、サイドコア押え35及びサイドコアプレート36、並びに、センタコア押え45及びセンタコアプレート46を貫通するガイドピン49が設けられている。これにより、センタコア4及びサイドコア3の動作時の位置精度を確保し、傾きやこじれを防止する。
なお、圧受けシャフト27、ガイドピン49等は、図2に示される断面以外の箇所を含め、バランスを考慮して複数配置されている。
Further, between the lower punch plate 26 and the side core cylinder 37 fixed to each other, a side core presser 35 and a side core plate 36, and a guide pin 49 penetrating the center core presser 45 and the center core plate 46 are provided. Yes. Thereby, the positional accuracy during operation of the center core 4 and the side core 3 is ensured, and tilting and twisting are prevented.
A plurality of pressure receiving shafts 27, guide pins 49, and the like are arranged in consideration of balance including portions other than the cross section shown in FIG.

このように、下パンチユニット20は、金型機能部としての下パンチ2、サイドコア3及びセンタコア4と、サイドコア3及びセンタコア4を下パンチ2に対して相対移動させる駆動機能部としてのサイドコアシリンダ37及びセンタコアシリンダ47とが、平面視における一定の範囲内において積層し、一体に組み立てられている。   As described above, the lower punch unit 20 includes the lower punch 2, the side core 3, and the center core 4 as mold functions, and the side core cylinder as a drive function that moves the side core 3 and center core 4 relative to the lower punch 2. 37 and the center core cylinder 47 are laminated and assembled integrally within a certain range in a plan view.

ダイ5は、外壁53がダイプレート17の穴171に嵌合し、フランジ部56がダイ押え57に押えられることで、ダイプレート17に取り付けられる。ダイ5の中心に形成された型穴51の内壁52には下パンチ2の外壁21が嵌合する。装置の初期位置では、ダイ5の端面54の高さと下パンチ2の端面24の高さとが一致する。ダイ5の凹部55は、下パンチ押え25及び下パンチプレート26を収容する。
なお、ダイ5は、「ベースプレート11に搭載される」と定義される下パンチユニット20自体には含まれない。ただし、下パンチユニット20を交換するとき、下パンチ2の外径や嵌合長さが変わる場合等には、ダイ5は、下パンチユニット20とセットで交換される。
The die 5 is attached to the die plate 17 by fitting the outer wall 53 into the hole 171 of the die plate 17 and pressing the flange portion 56 with the die presser 57. The outer wall 21 of the lower punch 2 is fitted into the inner wall 52 of the mold cavity 51 formed at the center of the die 5. At the initial position of the apparatus, the height of the end face 54 of the die 5 matches the height of the end face 24 of the lower punch 2. The concave portion 55 of the die 5 accommodates the lower punch presser 25 and the lower punch plate 26.
The die 5 is not included in the lower punch unit 20 itself defined as “mounted on the base plate 11”. However, when the lower punch unit 20 is replaced, when the outer diameter or fitting length of the lower punch 2 changes, the die 5 is replaced with the lower punch unit 20 as a set.

下パンチ2上部のさらに詳細な構成を図3に示す。下パンチ2は、外壁21がダイ5の型穴51の内壁52に嵌合している。センタコア4は下パンチ2の中心軸上に設けられ、外壁41が、下パンチ2の中心軸上に形成されたセンタコア嵌合穴22に嵌合している。サイドコア3は、センタコア4の外側に周方向に沿って8箇所設けられ、外壁31が、下パンチ2のセンタコア嵌合穴22の外側に形成されたサイドコア嵌合穴23に嵌合している。なお、本実施形態ではサイドコア3は周方向に等間隔に配置されているが、サイドコア3は不等間隔に配置されていてもよい。
装置の初期位置では、サイドコア3の端面32及びセンタコア4の端面42の高さは、下パンチ2の端面24及びダイ5の端面54の高さと一致する。この高さ位置は、後述するように、ダイ5の端面54の下限位置DLに相当する。
A more detailed configuration of the upper portion of the lower punch 2 is shown in FIG. In the lower punch 2, the outer wall 21 is fitted in the inner wall 52 of the die hole 51 of the die 5. The center core 4 is provided on the central axis of the lower punch 2, and the outer wall 41 is fitted in a center core fitting hole 22 formed on the central axis of the lower punch 2. The side core 3 is provided at eight locations along the circumferential direction on the outside of the center core 4, and the outer wall 31 is fitted in a side core fitting hole 23 formed outside the center core fitting hole 22 of the lower punch 2. In the present embodiment, the side cores 3 are arranged at regular intervals in the circumferential direction, but the side cores 3 may be arranged at irregular intervals.
At the initial position of the apparatus, the heights of the end surface 32 of the side core 3 and the end surface 42 of the center core 4 coincide with the heights of the end surface 24 of the lower punch 2 and the end surface 54 of the die 5. This height position corresponds to the lower limit position DL of the end face 54 of the die 5 as will be described later.

上記構成による粉末成形装置100は、図9(a)、(b)に示す円板状の成形品P1を成形する。成形品P1の外径は下パンチ2の外径に相当する。センタ貫通孔Hcはセンタコア4によって形成され、8個のサイド貫通孔Hsはサイドコア3によって形成される。これらの貫通孔Hc、Hsを有する成形品P1を成形し抜き出すための金型は、下パンチ2に対して相対移動可能なセンタコア4及びサイドコア3を設けることが必要となる。
この成形品P1は、例えば電磁アクチュエータの部材として用いられる。例えばセンタ貫通孔Hcはシャフトの挿通穴として、サイド貫通孔Hsは取付用ボルトの挿通穴として利用される。
The powder molding apparatus 100 having the above configuration forms a disk-shaped molded product P1 shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). The outer diameter of the molded product P1 corresponds to the outer diameter of the lower punch 2. The center through hole Hc is formed by the center core 4, and the eight side through holes Hs are formed by the side core 3. A mold for molding and extracting the molded product P1 having these through holes Hc and Hs needs to be provided with a center core 4 and a side core 3 that can move relative to the lower punch 2.
This molded product P1 is used as a member of an electromagnetic actuator, for example. For example, the center through hole Hc is used as a shaft insertion hole, and the side through hole Hs is used as a mounting bolt insertion hole.

次に、粉末成形装置100による粉末成形工程について、図4〜図8を参照して説明する。図4〜図8は、主に、下パンチユニット20の下パンチ2、サイドコア3、センタコア4、及びダイ5と、上パンチ6との相対移動によって、粉末材料Mから成形品P1が成形されるまでのプロセスを示している。本実施形態では、これらの各部材のうち下パンチ2は移動せず、サイドコア3、センタコア4及びダイ5と上パンチ6とは、共通の中心軸Oに沿って移動する。図中、上昇を「UP」、下降を「DN」の文字を付したブロック矢印で示す。なお、各部材を移動させるシリンダの構成については上述の通りであるので、ここでは説明を省略する。
また、下パンチユニット20における下パンチ2、サイドコア3、センタコア4及びダイ5の各端面24、32、42、54の下限位置をDL、上限位置をDHと示す。
Next, the powder molding process by the powder molding apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 4 to 8, the molded product P <b> 1 is molded from the powder material M mainly by the relative movement of the lower punch 2, the side core 3, the center core 4, the die 5 and the upper punch 6 of the lower punch unit 20. Shows the process up to. In this embodiment, the lower punch 2 does not move among these members, and the side core 3, the center core 4, the die 5, and the upper punch 6 move along a common central axis O. In the figure, the up arrow is indicated by a block arrow with the letters “UP” and the down arrow with “DN”. Since the configuration of the cylinder that moves each member is as described above, the description thereof is omitted here.
In addition, the lower limit position of each of the end faces 24, 32, 42, 54 of the lower punch 2, the side core 3, the center core 4 and the die 5 in the lower punch unit 20 is denoted by DL, and the upper limit position is denoted by DH.

<充填準備工程
図4に示すように、図3(b)に示す初期位置から、まずダイ5の端面54が上限位置DHまで上昇する。そして、ダイ5の内壁52と、下パンチ2、サイドコア3及びセンタコア4の各端面24、32、42とで区画された仮のキャビティC’に粉末材料Mが充填準備として投入される。
<Filling preparation process >
As shown in FIG. 4, from the initial position shown in FIG. 3B, the end face 54 of the die 5 first rises to the upper limit position DH. Then, the powder material M is put into a temporary cavity C ′ defined by the inner wall 52 of the die 5 and the end faces 24, 32, 42 of the lower punch 2, the side core 3, and the center core 4 as a preparation for filling.

<充填工程>
続いて図5に示すように、サイドコア3の端面32及びセンタコア4の端面42が上限位置DHまで上昇し、下パンチ2の端面24から突出する。この状態で、ダイ5の内壁52、下パンチ2の端面24、サイドコア3及びセンタコア4の外壁31、41で区画された空間が真のキャビティCとなる。この例では、キャビティCの容積は、サイドコア3及びセンタコア4の突出分に相当する容積だけ仮のキャビティC’よりも小さい。したがって、投入された粉末材料Mの上面が持ち上がる。図5では、便宜上、粉末材料Mの上面が上限位置DHに一致するように図示してあるが、実際の工程では、キャビティCからあふれ出た粉末材料Mの上面を「すり切り」する場合等もある。こうして、粉末材料MはキャビティCに充填される。
<Filling process>
Subsequently, as shown in FIG. 5, the end surface 32 of the side core 3 and the end surface 42 of the center core 4 rise to the upper limit position DH and project from the end surface 24 of the lower punch 2. In this state, a space defined by the inner wall 52 of the die 5, the end face 24 of the lower punch 2, the side core 3, and the outer walls 31 and 41 of the center core 4 becomes a true cavity C. In this example, the volume of the cavity C is smaller than the temporary cavity C ′ by a volume corresponding to the protruding portion of the side core 3 and the center core 4. Accordingly, the upper surface of the charged powder material M is lifted. In FIG. 5, for convenience, the upper surface of the powder material M is illustrated so as to coincide with the upper limit position DH. However, in an actual process, the upper surface of the powder material M overflowing from the cavity C may be “ground”. is there. Thus, the powder material M is filled in the cavity C.

<加圧圧縮工程>
次に、図6に示すように、上パンチ6が下降する。すると、上パンチ6の外壁61はダイ5の型穴内壁52に、上パンチ6のセンタコア嵌合穴62はセンタコア4の外壁41に、上パンチ6のサイドコア嵌合穴63はサイドコア3の外壁31にそれぞれ同時に嵌合する。この状態で上パンチ6がさらに所定位置まで下降し、所定の温度、圧力下で所定時間維持されることで、粉末材料Mは加圧圧縮されて硬化し、成形品P1となる。
<Pressure compression process>
Next, as shown in FIG. 6, the upper punch 6 is lowered. Then, the outer wall 61 of the upper punch 6 is in the mold hole inner wall 52 of the die 5, the center core fitting hole 62 of the upper punch 6 is in the outer wall 41 of the center core 4, and the side core fitting hole 63 of the upper punch 6 is in the outer wall 31 of the side core 3. Are fitted simultaneously. In this state, the upper punch 6 is further lowered to a predetermined position and maintained at a predetermined temperature and pressure for a predetermined time, whereby the powder material M is compressed by pressure and cured to become a molded product P1.

<抜き出し工程>
その後、図7に示すように、上パンチ6が元の位置まで上昇し、また、サイドコア3、センタコア4及びダイ5の端面42が下限位置DLまで下降する。これにより、成形品P1が下パンチユニット20から抜き出される。
<取り出し工程>
最後に図8に示すように、成形品P1は、図示しない取り出し手段によって外部へ取り出される。
<Extraction process>
Thereafter, as shown in FIG. 7, the upper punch 6 is raised to the original position, and the side surfaces 3, the center core 4 and the end face 42 of the die 5 are lowered to the lower limit position DL. Thereby, the molded product P1 is extracted from the lower punch unit 20.
<Removal process>
Finally, as shown in FIG. 8, the molded product P1 is taken out by a take-out means (not shown).

以上のように、本実施形態の粉末成形装置100では、ダイ5及び下パンチ2に加え、サイドコア3及びセンタコア4を含む金型構成を採用している。そして、下パンチ2とサイドコア3及びセンタコア4、並びに、下パンチ2とダイ5をそれぞれ相対移動させることができる。そのため、本実施形態の成形品P1のように、貫通孔Hs、Hcを有する成形品の抜き出しを適切に行うことができる。   As described above, the powder molding apparatus 100 according to the present embodiment employs a mold configuration including the side core 3 and the center core 4 in addition to the die 5 and the lower punch 2. Then, the lower punch 2, the side core 3, the center core 4, and the lower punch 2 and the die 5 can be relatively moved. Therefore, the molded product having the through holes Hs and Hc can be appropriately extracted as in the molded product P1 of the present embodiment.

このような金型構成の装置では、ダイ5を駆動する下部シリンダ71に加え、サイドコアシリンダ37及びセンタコアシリンダ47のように複数の駆動機能部が必要となる。そのため、金型機能部及び駆動機能部の配置は、装置の体格を決定する重要な要因となる。その点、本実施形態の粉末成形装置100は、下パンチユニット20において、金型機能部と駆動機能部とが平面視における一定の範囲内において積層し、一体に組み立てられているため、従来技術に対し装置の体格を小型にすることができる。   In an apparatus having such a mold configuration, a plurality of drive function units such as the side core cylinder 37 and the center core cylinder 47 are required in addition to the lower cylinder 71 that drives the die 5. Therefore, the arrangement of the mold function unit and the drive function unit is an important factor that determines the physique of the apparatus. In that respect, the powder molding apparatus 100 of the present embodiment has a conventional punching unit 20 in which the mold functional part and the drive functional part are laminated within a certain range in plan view and are integrally assembled. On the other hand, the physique of the apparatus can be reduced in size.

本実施形態の粉末成形装置100を、多種の成形品を成形する汎用機として使用する場合には、適用する成形品毎に下パンチユニット20及び上パンチ6、また、必要に応じてダイ5を交換すればよい。そのとき、交換するユニット側で圧縮量に関連する寸法を調整するか、或いはスペーサを用いることで、装置本体の下部シリンダ71及び上部シリンダ81のストロークを一定とすることができる。   When the powder molding apparatus 100 according to the present embodiment is used as a general-purpose machine for molding various molded products, the lower punch unit 20 and the upper punch 6 and, if necessary, the die 5 are provided for each molded product to be applied. Replace it. At this time, the strokes of the lower cylinder 71 and the upper cylinder 81 of the apparatus main body can be made constant by adjusting the dimension related to the compression amount on the unit to be replaced or by using a spacer.

(その他の実施形態)
(ア)本発明の粉末成形装置を有効に適用可能な成形品の他の例を、図9(c)、(d)、(e)に示す。
図9(c)に示す成形品P2は、センタ貫通孔Hcのみを有している。この場合、下パンチユニットは、コアとしてセンタコア4のみを備えればよい。また他の例では、3段以上のコアを備えることにより、成形品P1に対し、サイド貫通孔Hsの外側にさらに多重のサイド貫通孔を有する成形品等に適用することができる。
(Other embodiments)
(A) Other examples of molded products to which the powder molding apparatus of the present invention can be effectively applied are shown in FIGS. 9 (c), (d) and (e).
The molded product P2 shown in FIG. 9C has only the center through hole Hc. In this case, the lower punch unit may include only the center core 4 as a core. In another example, by providing three or more cores, the molded product P1 can be applied to a molded product having multiple side through holes on the outside of the side through holes Hs.

図9(d)に示す成形品P3は、下パンチ2の端面24に対するセンタコア4の突出量が比較的小さく、成形品に凹部Lmを形成するものである。
図9(e)に示す成形品P4は、下パンチ2の端面24よりもセンタコア4の端面42が低く、成形品に凸部Lpを形成するものである。すなわち、従来技術である特許文献1に記載された同心階段状の成形品に相当する。この成形品P4に、成形品P1のような貫通孔Hs、Hcを組み合わせることも有効である。
A molded product P3 shown in FIG. 9D has a relatively small protrusion amount of the center core 4 with respect to the end face 24 of the lower punch 2, and forms a recess Lm in the molded product.
The molded product P4 shown in FIG. 9 (e) has a lower end surface 42 of the center core 4 than the end surface 24 of the lower punch 2, and forms a convex portion Lp on the molded product. That is, it corresponds to a concentric stepped molded article described in Patent Document 1 which is a conventional technique. It is also effective to combine the molded product P4 with the through holes Hs and Hc as in the molded product P1.

(イ)(削除) (I) (Delete)

(ウ)数のコアシリンダを備えている場合、対応するコアを時間差で動かしたり駆動ストロークを変えたりする使い方が可能である。これにより、例えば、インサート成形等のように部位によって加圧ストロークや負荷が異なる場合等、成形品に応じた多様な粉末成形を実現することができる。
(C) If you have a multiple core cylinder, it is possible use for changing the drive stroke move the corresponding core by the time difference. Thereby, for example, when the pressurization stroke and the load are different depending on the part as in insert molding, various powder moldings according to the molded product can be realized.

(エ)下パンチユニット20のサイドコアシリンダ37、センタコアシリンダ37、ダイ駆動部70の下部シリンダ71、及び上パンチ駆動部80の上部シリンダ81は、上記実施形態のような油圧シリンダに限らず、例えばサーボモータとボールねじを用いた電動アクチュエータ等で構成してもよい。この場合、前進限と後退限のみを規制する2位置のアクチュエータに限らず、ストロークを任意に調節可能なものとしてもよい。ストローク調節可能なアクチェータを用いた場合、下パンチユニット20等を交換したときの条件変更や、金型摩耗等に伴う微調整が容易となる。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
(D) The side core cylinder 37, the center core cylinder 37 of the lower punch unit 20, the lower cylinder 71 of the die drive unit 70, and the upper cylinder 81 of the upper punch drive unit 80 are not limited to hydraulic cylinders as in the above embodiment. For example, an electric actuator using a servo motor and a ball screw may be used. In this case, the stroke is not limited to the two-position actuator that restricts only the forward limit and the reverse limit, and the stroke may be arbitrarily adjustable. When an actuator capable of adjusting the stroke is used, it becomes easy to change conditions when the lower punch unit 20 or the like is replaced, and to make fine adjustments associated with die wear.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

100・・・粉末成形装置、 11 ・・・ベースプレート、
17 ・・・ダイプレート、 18 ・・・上パンチプレート、
20 ・・・下パンチユニット、 2 ・・・下パンチ、
3 ・・・サイドコア(コア)、
37 ・・・サイドコアシリンダ(コアアクチュエータ)、
4 ・・・センタコア(コア)、
47 ・・・センタコアシリンダ(コアアクチュエータ)、
5 ・・・ダイ、 51 ・・・型穴、
6 ・・・上パンチ、
70 ・・・ダイ駆動部、 80 ・・・上パンチ駆動部、
C ・・・キャビティ、 M ・・・粉末材料。
100 ... Powder molding apparatus, 11 ... Base plate,
17 ... Die plate, 18 ... Upper punch plate,
20 ... lower punch unit, 2 ... lower punch,
3 ... side core (core),
37 ・ ・ ・ Side core cylinder (core actuator),
4 ... Center core (core),
47 ・ ・ ・ Center core cylinder (core actuator),
5 ... Die, 51 ... Mold hole,
6 ・ ・ ・ Upper punch,
70 ... Die drive unit, 80 ... Upper punch drive unit,
C: cavity, M: powder material.

Claims (2)

型穴(51)が形成されたダイ(5)、前記型穴に内挿された下パンチ(2)、及び、前記型穴の内側に前記下パンチと分離して設けられた複数のコア(3、4)によって区画されたキャビティ(C)に充填された粉末材料(M)を、前記下パンチと、前記下パンチと対向するように設けられた上パンチ(6)との間で加圧成形する粉末成形装置(100)であって、
ベースプレート(11)と、
前記ダイを支持するダイプレート(17)を前記ベースプレートに対して昇降駆動可能なダイ駆動部(70)と、
前記上パンチを支持する上パンチプレート(18)を前記ベースプレートに対して昇降駆動可能な上パンチ駆動部(80)と、
前記ベースプレートに搭載され、前記下パンチ、前記複数のコア、及び、前記複数のコアを前記下パンチに対して相対移動させる複数のコアアクチュエータ(37、47)が一体に組み立てられた下パンチユニット(20)と、
を備え
前記複数のコアは、前記下パンチの中心軸上に設けられるセンタコア(4)、及び、前記センタコアの外側に周方向に沿って設けられる複数のサイドコア(3)を含み、
前記複数のコアアクチュエータは、シリンダ室(372、472)内を摺動可能なピストン(373、473)、及び、基端が前記ピストンに結合され、先端が前記コアの前記キャビティとは反対側の端部であるフランジ部を固定するコアプレート(36、46)に結合されたピストンロッド(374、474)を含み、
前記下パンチユニットの高さ方向において、前記サイドコアを駆動する前記コアアクチュエータ(37)の前記ピストン(373)は、前記センタコアを駆動する前記コアアクチュエータ(47)の前記ピストン(473)と、前記センタコアの前記フランジ部との間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の粉末成形装置。
A die (5) in which a mold hole (51) is formed, a lower punch (2) inserted in the mold hole, and a plurality of cores provided separately from the lower punch inside the mold hole ( 3. Press the powder material (M) filled in the cavity (C) defined by 3 and 4) between the lower punch and the upper punch (6) provided to face the lower punch. A powder molding apparatus (100) for molding,
A base plate (11);
A die driving unit (70) capable of driving the die plate (17) supporting the die up and down relative to the base plate;
An upper punch driving section (80) capable of moving the upper punch plate (18) supporting the upper punch up and down with respect to the base plate;
The base plate is mounted on the lower punch, said plurality of cores, and the plurality of the plurality of cores actuators (37, 47) for relatively moving the core relative to the lower punch is a lower punch units assembled together ( 20)
Equipped with a,
The plurality of cores include a center core (4) provided on the center axis of the lower punch, and a plurality of side cores (3) provided along the circumferential direction outside the center core,
The plurality of core actuators include pistons (373, 473) slidable in cylinder chambers (372, 472), base ends coupled to the pistons, and tip ends opposite to the cavities of the core. Including piston rods (374, 474) coupled to a core plate (36, 46) for fixing a flange portion as an end;
In the height direction of the lower punch unit, the piston (373) of the core actuator (37) that drives the side core is coupled with the piston (473) of the core actuator (47) that drives the center core. powder molding according to claim 2, characterized that you have been disposed between the flange portion of the.
前記キャビティは、前記型穴の内壁(52)、前記下パンチの端面(24)、及び、前記下パンチの端面から突出する前記コアの外壁(31、41)によって区画され、
前記コアの形状に対応する貫通孔(Hs、Hc)を有する成形品(P1、P2)を成形可能であることを特徴とする請求項に記載の粉末成形装置。
The cavity is defined by an inner wall (52) of the mold cavity, an end face (24) of the lower punch, and an outer wall (31, 41) of the core protruding from the end face of the lower punch,
The powder molding apparatus according to claim 1 , wherein a molded product (P1, P2) having a through hole (Hs, Hc) corresponding to the shape of the core can be molded.
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