JP6503583B2 - Method of producing green compact - Google Patents
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Description
本発明は圧粉体の製造方法に関する。さらに詳しくは、金型を用いて粉末材料から圧粉体を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of producing a green compact. More particularly, the present invention relates to a method of producing a green compact from a powder material using a mold.
比較的複雑な形状を有する機械部品などを製造する技術として粉末冶金法がある。この方法では、鉄系材料を含む種々の組成の粉末材料を所望の形状に加圧成形し、得られた圧粉体を加熱して焼結させる。このような成形および焼結工程を経て焼結体が製造される。 Powder metallurgy is a technology for producing machine parts having relatively complicated shapes. In this method, powder materials of various compositions including iron-based materials are pressure-formed into a desired shape, and the obtained green compact is heated and sintered. A sintered body is manufactured through such forming and sintering steps.
前記圧粉体は、通常、ダイ、上下のパンチ及びコアなどの金型を備えたプレス成型機を用いて製造される。例えば、図3に示される形状の圧粉体Wは、図4〜5に示されるようなダイ30、下パンチ31、上パンチ32、センターコア33及びサイドコア34を有する金型を備えたプレス成型機を用いて製造される。図3の(a)は圧粉体Wの平面図であり、同(b)は図3の(a)のA−A線断面図である。
The green compact is usually manufactured using a press molding machine equipped with a die such as a die, upper and lower punches and a core. For example, the green compact W having the shape shown in FIG. 3 is press-molded with a die having a
圧粉体Wは、中央に第1丸孔35を有する短円筒体からなっており、当該第1丸孔35の周りに4つの第2丸孔36が等間隔で形成されている。また、圧粉体Wの外周には複数の歯Tが形成されている。かかる圧粉体Wは、例えばプーリー等に用いることができる。
The green compact W is formed of a short cylindrical body having a
このような構造の圧粉体Wを製造するためのダイ30は、中央に開口部としての丸孔37を有している。平面視したときに前記丸孔37内に位置するように前記下パンチ31、上パンチ32、センターコア33及びサイドコア34が配設されている。具体的に、ダイ30の丸孔37内に下パンチ31が配設されており、この下パンチ31の上方において、前記ダイ30の丸孔37内に上パンチ32が配設されている。そして、前記下パンチ31の内側にセンターコア33が配設されている。さらに、ダイ30の丸孔37内において前記下パンチ31を貫通してサイドコア34が配設されている。圧粉体Wの第2丸孔36の数に対応して、4本のサイドコア34が配設されている。前記下パンチ31及び上パンチ32には、それぞれ当該サイドコア34が貫通可能な孔が形成されている。
The
各パンチは円筒形状を呈しており、各パンチ、センターコア33及びサイドコア34は、油圧、モータ又はメカ機構によって作動可能にされている。下パンチ31は、その上端面31aが圧粉体Wの下面38(図3の(b)における下面)と当接可能な位置に配設されている。一方、上パンチ32は、その下端面32aが圧粉体Wの上面39(図3の(b)における上面)と当接可能な位置に配設されている。
Each punch has a cylindrical shape, and each punch,
ダイ30の内周には、前記圧粉体Wの歯Tに対応する形状の凹部が周方向に沿って複数形成されている。また、ダイ30の内周を摺動する下パンチ31及び上パンチ32の各外周には、前記凹部と対応する形状の歯、すなわち圧粉体Wの歯Tと同じ形状の歯が周方向に沿って複数形成されている。
A plurality of recesses having a shape corresponding to the teeth T of the powder compact W are formed along the circumferential direction on the inner periphery of the
圧粉体Wは、図4〜5に示される工程を経て製造される。
まず、図4の(a)に示されるように、ダイ30、下パンチ31、センターコア33及びサイドコア34により画定されるスペースに給粉器(図示せず)を用いて鉄系材料を含む種々の組成の粉末材料Pが充填される。このとき、上パンチ32は、下パンチ31の上方に待機している。
The green compact W is manufactured through the steps shown in FIGS.
First, as shown in (a) of FIG. 4, various kinds of iron-based materials are contained in a space defined by the
ついで、図4の(b)に示されるように、上パンチ32を下降させて、スペース内に充填されている粉末材料Pを圧縮成形して圧粉体Wを作製する。その際、前記上パンチ32の下降と連動して、ダイ30は所定距離だけ下降し、センターコア33及びサイドコア34は、ダイ30とは別の動きで任意の位置まで下降する。
Next, as shown in (b) of FIG. 4, the
図4の(a)〜(b)の工程により粉末材料Pの圧縮成形が完了する。圧縮成形により得られる圧粉体Wは、図5の(c)〜(e)に示される工程により金型から取り出される。
まず、図5の(c)に示されるように、ダイ30が所定距離だけ下降する。ダイ30は、その上面30aが圧粉体Wの下面38よりもわずかに下方に位置するまで下降する。圧粉体Wの圧縮成形が完了し、ダイ30が下方に移動する間、前記圧粉体Wには上パンチ32によって所定の大きさのホールドダウン圧が付与されている。このホールドダウン圧は、圧粉体Wの形状、サイズ等により異なるが、一般に5〜20t程度である。ホールドダウン圧は、後述する上パンチ32の上昇工程まで圧粉体Wに付与される。
The compression molding of the powder material P is completed by the steps of (a) to (b) in FIG. 4. The green compact W obtained by compression molding is taken out of the mold by the steps shown in (c) to (e) of FIG.
First, as shown in FIG. 5C, the die 30 is lowered by a predetermined distance. The die 30 is lowered until its
ついで、図5の(d)に示されるように、センターコア33及びサイドコア34を下降させる。センターコア33及びサイドコア34は、それぞれの上端面33a,34aがダイ30の上面30aとほぼ面一になる位置まで下降させられる。
最後に、図5の(e)に示されるように、上パンチ32を上昇させて、圧粉体Wを金型から取り出す。
Next, as shown in (d) of FIG. 5, the
Finally, as shown in FIG. 5E, the
しかし、前述した従来の製造方法では、次のような問題があった。
すなわち、圧縮成形後に圧粉体Wを取り出す工程においてダイ30を下降させているが、このときに、前述したホールドダウン圧及び圧粉体Wのスプリングバック圧によって、サイドコア34に対して外方に向かう力が作用する。サイドコア34は、比較的長尺の部材であるので、この力によって当該サイドコア34は湾曲状に変形し、上パンチ32に形成された孔から抜き出されるときに当該孔の縁部と強い力で擦れ合うことでサイドコア34の表面にムシレが発生する虞がある。そして、一旦ムシレが発生すると、孔から抜き出るときの抵抗はさらに大きくなり、場合によっては、サイドコア34が折損することがある。
However, the conventional manufacturing method described above has the following problems.
That is, although the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、圧縮成形後の圧粉体を金型から取り出すに際し、金型を構成するサイドコアの損傷を抑制することができる圧粉体の製造方法を提供することを目的としている。 This invention is made in view of such a situation, and when taking out the green compact after compression molding from a mold, manufacture of a green compact which can control damage to a side core which constitutes a mold. It is intended to provide a way.
本発明の一態様に係る圧粉体の製造方法(以下、単に「製造方法」ともいう)は、中央に第1開口を有する短円筒体からなり、当該第1開口の周りに複数の第2開口が形成された圧粉体を、金型を用いて製造する方法であって、
前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に配設された下パンチと、前記下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に配設された上パンチと、前記下パンチの内側に配設され、前記第1開口を形成するためのセンターコアと、前記ダイの丸孔内において前記下パンチを貫通して配設され、前記第2開口を形成するためのサイドコアとを備えており、
前記圧粉体の圧縮工程が完了した後に、前記ダイと同期してセンターコアを抜き出すことにより、当該圧粉体の内径側及び外径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧及び上パンチのホールドダウン圧を内径側及び外径側に抜き、その後にサイドコアを引き抜く。
The method for producing a green compact according to an aspect of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “production method”) comprises a short cylindrical body having a first opening at the center, and a plurality of second cylinders around the first opening. A method of producing a green compact having an opening formed therein using a mold,
The mold includes a die having a round hole at the center, a lower punch disposed in the round hole of the die, and an upper punch disposed in the round hole of the die above the lower punch. A center core disposed inside the lower punch for forming the first opening, and disposed through the lower punch in a round hole of the die for forming the second opening It has a side core and
After the compacting step of the green compact is completed, the inner core side and the outer diameter side of the green compact are opened by pulling out the center core in synchronization with the die, and the springback pressure and the upper pressure of the green compact are obtained. Remove the punch hold down pressure to the inner diameter side and the outer diameter side, and then pull out the side core.
上記発明によれば、圧縮成形後の圧粉体を金型から取り出すに際し、当該金型を構成するサイドコアの損傷を抑制することができる。 According to the above-mentioned invention, when taking out the green compact after compression molding from a metallic mold, damage to the side core which constitutes the metallic mold can be controlled.
〔本発明の実施形態の説明〕
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る製造方法は、
(1)中央に第1開口を有する短円筒体からなり、当該第1開口の周りに複数の第2開口が形成された圧粉体を、金型を用いて製造する方法であって、
前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に配設された下パンチと、前記下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に配設された上パンチと、前記下パンチの内側に配設され、前記第1開口を形成するためのセンターコアと、前記ダイの丸孔内において前記下パンチを貫通して配設され、前記第2開口を形成するためのサイドコアとを備えており、
前記圧粉体の圧縮工程が完了した後に、前記ダイと同期してセンターコアを抜き出すことにより、当該圧粉体の内径側及び外径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧及び上パンチのホールドダウン圧を内径側及び外径側に抜き、その後にサイドコアを引き抜く。
Description of the embodiment of the present invention
First, the embodiments of the present invention will be listed and described.
The manufacturing method according to one aspect of the present invention is
(1) A method of manufacturing a green compact comprising a short cylindrical body having a first opening at the center and having a plurality of second openings formed around the first opening using a mold,
The mold includes a die having a round hole at the center, a lower punch disposed in the round hole of the die, and an upper punch disposed in the round hole of the die above the lower punch. A center core disposed inside the lower punch for forming the first opening, and disposed through the lower punch in a round hole of the die for forming the second opening It has a side core and
After the compacting step of the green compact is completed, the inner core side and the outer diameter side of the green compact are opened by pulling out the center core in synchronization with the die, and the springback pressure and the upper pressure of the green compact are obtained. Remove the punch hold down pressure to the inner diameter side and the outer diameter side, and then pull out the side core.
本態様に係る製造方法では、従来方法とは異なり、圧縮成形完了後にダイだけを圧粉体から抜き出すのではなく、当該ダイと同期してセンターコアを圧粉体から抜き出している。これにより、圧粉体の外径側と内径側とを開放させている。その結果、サイドコアに対して、スプリングバック圧及びホールドダウン圧を径方向に関して均等に作用させることができ、当該サイドコアの変形ないしは片寄りを抑制することができる。これにより、サイドコアの表面と上パンチに形成された孔の縁部との抵抗を小さくして、当該サイドコアの表面にムシレが発生するのを防止することができ、その結果、サイドコアの寿命を長くすることができる。 In the manufacturing method according to this aspect, unlike the conventional method, the center core is extracted from the green compact in synchronization with the die instead of extracting only the die from the green compact after completion of compression molding. Thereby, the outer diameter side and the inner diameter side of the green compact are opened. As a result, the spring back pressure and the hold down pressure can be uniformly applied to the side core in the radial direction, and deformation or deviation of the side core can be suppressed. This makes it possible to reduce the resistance between the surface of the side core and the edge of the hole formed in the upper punch, and to prevent the occurrence of mussel on the surface of the side core. As a result, the life of the side core is extended. can do.
〔本発明の実施形態の詳細〕
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Details of the Embodiment of the Present Invention
Hereinafter, embodiments of the manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The present invention is not limited to these exemplifications, but is shown by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
本実施形態に係る製造方法で製造される圧粉体W1は、図3に示されるものと同じ構造であるので、簡単のため、当該圧粉体W1についての説明は省略する。
圧粉体W1は、図1〜2に示されるようなダイ10、下パンチ11、上パンチ12、センターコア13及びサイドコア14を有する金型を備えたプレス成型機を用いて製造される。
Since the green compact W1 manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment has the same structure as that shown in FIG. 3, the description of the green compact W1 will be omitted for the sake of simplicity.
The green compact W1 is manufactured using a press molding machine provided with a die having a die 10, a
ダイ10は、中央に開口部としての丸孔17を有している。平面視したときに前記丸孔17内に位置するように前記下パンチ11、上パンチ12、センターコア13及びサイドコア14が配設されている。具体的に、ダイ10の丸孔17内に下パンチ11が配設されており、この下パンチ11の上方において、前記ダイ10の丸孔17内に上パンチ12が配設されている。そして、前記下パンチ11の内側にセンターコア13が配設されている。さらに、ダイ10の丸孔17内において前記下パンチ11を貫通してサイドコア14が配設されている。圧粉体W1の第2丸孔36の数に対応して、4本のサイドコア14が配設されている。前記下パンチ11及び上パンチ12には、それぞれ当該サイドコア14が貫通可能な孔が形成されている。
The
各パンチは円筒形状を呈しており、各パンチ、センターコア13及びサイドコア14は、油圧、モータ又はメカ機構によって作動可能にされている。下パンチ11は、その上端面11aが圧粉体W1の下面38(図3の(b)における下面)と当接可能な位置に配設されている。一方、上パンチ12は、その下端面12aが圧粉体W1の上面39(図3の(b)における上面)と当接可能な位置に配設されている。
Each punch has a cylindrical shape, and each punch,
ダイ10の内周には、前記圧粉体W1の歯Tに対応する形状の凹部が周方向に沿って複数形成されている。また、ダイ10の内周を摺動する下パンチ11及び上パンチ12の各外周には、前記凹部と対応する形状の歯、すなわち圧粉体W1の歯Tと同じ形状の歯が周方向に沿って複数形成されている。
On the inner periphery of the die 10, a plurality of recesses having a shape corresponding to the teeth T of the green compact W1 are formed along the circumferential direction. Further, on each outer periphery of the
圧粉体W1は、図1〜2に示される工程を経て製造される。
まず、図1の(a)に示されるように、ダイ10、下パンチ11、センターコア13及びサイドコア14により画定されるスペースに給粉器(図示せず)を用いて鉄系材料を含む種々の組成の粉末材料Pが充填される。このとき、上パンチ12は、下パンチ11の上方に待機している。
The green compact W1 is manufactured through the steps shown in FIGS.
First, as shown in FIG. 1 (a), various kinds of iron-based material are contained in a space defined by the
ついで、図1の(b)に示されるように、上パンチ12を下降させて、スペース内に充填されている粉末材料Pを圧縮成形して圧粉体W1を作製する。その際、前記上パンチ12の下降と連動して、ダイ10とセンターコア13は同じ所定距離だけ同期して下降し、サイドコア14は任意の位置まで下降する。図1の(b)の工程が終了したとき、ダイ10の上限位置とセンターコア13の上限位置とは同じであり、サイドコア14の上限位置は、ダイ10およびセンターコア13の上限位置よりも若干上方に位置している。
Next, as shown in (b) of FIG. 1, the
図1の(a)〜(b)の工程により粉末材料Pの圧縮成形が完了する。かかる圧縮成形までの工程は、センターコア13とダイ10とが同期している点で従来とは異なる。圧縮成形により得られる圧粉体W1は、図2の(c)〜(e)に示される工程により金型から取り出される。
The compression molding of the powder material P is completed by the steps of (a) to (b) in FIG. The process up to such compression molding differs from the conventional one in that the
本実施形態では、図2の(c)に示されるように、従来技術のようにダイ10だけを下降させて圧粉体W1を抜き出すのではなく、当該ダイ10と同期してセンターコア13を所定距離だけ下降させて圧粉体W1を抜き出している。ダイ10及びセンターコア13は、それらの上端面10a及び13aが圧粉体W1の下面38よりもわずかに下方に位置するまで下降する。圧粉体W1の圧縮成形が完了し、ダイ10及びセンターコア13が下方に移動する間、前記圧粉体W1には上パンチ12によって所定の大きさのホールドダウン圧が付与されている。このホールドダウン圧は、圧粉体W1の形状、サイズ等により異なるが、一般に5〜20t程度である。ホールドダウン圧は、後述する上パンチ12の上昇工程まで圧粉体W1に付与される。また、圧粉体W1には、スプリングバック圧が作用する。
In the present embodiment, as shown in (c) of FIG. 2, the
これに関し、本実施形態では、前述したように、圧粉体W1の外径側と内径側とを開放させているので、サイドコア14に対して、スプリングバック圧及びホールドダウン圧を径方向に関して均等に作用させることができる。これにより、当該サイドコア14の変形ないしは片寄りを抑制することができ、サイドコア14の表面と上パンチ12に形成された孔の縁部との抵抗を小さくすることができる。その結果、当該サイドコア14の表面に従来のようなムシレが発生するのを防止することができ、サイドコア14の寿命を長くすることができる。
In this regard, in the present embodiment, as described above, since the outer diameter side and the inner diameter side of the powder compact W1 are opened, the springback pressure and the holddown pressure are equal to the
ついで、図2の(d)に示されるように、サイドコア14を下降させる。このとき、前述したように、サイドコア14の変形ないしは片寄りが抑制されているので、サイドコア14の表面と上パンチ12に形成された孔の縁部との抵抗を小さくすることができる。サイドコア14は、その上端面14aがダイ10の上面10aとほぼ面一になる位置まで下降させられる。
最後に、図2の(e)に示されるように、上パンチ12を上昇させて、圧粉体W1を金型から取り出す。
Next, as shown in (d) of FIG. 2, the
Finally, as shown in FIG. 2E, the
〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、圧粉体W1の中央の第1丸孔の周囲に4つの第2丸孔が形成されているが、この第2丸孔の数は、4つに限定されるものではなく、例えば3つであってもよいし、また、5つ以上であってもよく、圧粉体W1の用途に応じて適宜選定することができる。また、複数の第2丸孔のサイズ及び形状は、互いに異なっていてもよい。例えば、2つの丸孔と、2つの長い丸孔とで第2丸孔を構成することもできる。
[Other Modifications]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the claims.
For example, in the above-described embodiment, four second round holes are formed around the center first round hole of the green compact W1, but the number of second round holes is limited to four. For example, it may be three, or five or more, and may be appropriately selected according to the application of the green compact W1. Also, the size and shape of the plurality of second round holes may be different from one another. For example, the second round hole can be configured by two round holes and two long round holes.
また、前述した実施形態では、圧粉体W1の外周に歯Tが形成されているが、かかる歯Tが形成されていない圧粉体であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the teeth T are formed on the outer periphery of the green compact W1, but a green compact having no such teeth T may be used.
10 :ダイ
10a:上面
11 :下パンチ
11a:上端面
12 :上パンチ
12a:上端面
13 :センターコア
13a:上端面
14 :サイドコア
14a:上端面
17 :丸孔
30 :ダイ
30a:上面
31 :下パンチ
31a:上端面
32 :上パンチ
32a:下端面
33 :センターコア
33a:上端面
34 :サイドコア
34a:上端面
35 :第1丸孔
36 :第2丸孔
37 :丸孔
38 :下面
39 :上面
P :粉末材料
T :歯
W :圧粉体
W1:圧粉体
10:
Claims (1)
前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に配設された下パンチと、前記下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に配設された上パンチと、前記下パンチの内側に配設され、前記第1開口を形成するためのセンターコアと、前記ダイの丸孔内において前記下パンチを貫通して配設され、前記第2開口を形成するためのサイドコアとを備えており、
前記圧粉体の圧縮工程が完了した後に、前記ダイと同期してセンターコアを抜き出すことにより、当該圧粉体の内径側及び外径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧及び上パンチのホールドダウン圧を内径側及び外径側に抜き、その後にサイドコアを抜き出す、圧粉体の製造方法。 A method of manufacturing a green compact comprising a short cylindrical body having a first opening at the center and having a plurality of second openings formed around the first opening using a mold.
The mold includes a die having a round hole at the center, a lower punch disposed in the round hole of the die, and an upper punch disposed in the round hole of the die above the lower punch. A center core disposed inside the lower punch for forming the first opening, and disposed through the lower punch in a round hole of the die for forming the second opening It has a side core and
After the compacting step of the green compact is completed, the inner core side and the outer diameter side of the green compact are opened by pulling out the center core in synchronization with the die, and the springback pressure and the upper pressure of the green compact are obtained. A method for producing a green compact, wherein the hold down pressure of the punch is removed to the inner diameter side and the outer diameter side, and then the side core is extracted.
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