JPH02138404A - 押出し成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業−１−の利用分野） 本発明は、原料粉末を押出し成形する押出し成形機に関
し、特に捩れ穴を有する棒状成形体が確実に得られるよ
うにしたものであ。

（従来の技術） 従来、この種の押出し成形機としては５例えば特開昭５
４−１５９７９１号公報にみられるものが稈案され゛（
いる。そして、この公報に開示されたものは、要するに
型穴を備えた超硬ダイのＬ部にブレーカ−プレートを配
置したものであり、また、このブレーカ−プレートの下
面には、先端をらせん状に捩った２本のガイドビンを突
設するようにしているものである。したがって、この装
置は、１）？１記ブレーカープレー１−　Ｌ方から原料
粉末が投入され、油圧等によって押圧力が加えられたと
きには、その成形体が捩れに沿って型穴内を自転しなが
ら押出される機構になっている。

（本発明が解決しようとする課ａ） しかしながら、この機構では、成形体の均圧、流動性な
どからガイドビンにより得られた捩れ穴が変形すること
から、所望の成形体を得るのに困難さを伴うものであっ
た。このため、超硬合金などの粉末冶金による捩れを伴
ったドリル、リーマ製品などには、適用されていなかっ
た。

したがって、超硬合金等からなる捩れ穴つきの切削用ド
リル、リーマ等の実現化にあたっては、有効な原料粉末
の押出し成形機の開発が問題点になっている。

本発明は、このようなことから棒状成形体に有効な捩れ
作用を付与できる押出し成形機を提供して、上記問題点
の解決を図ったものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、−ｈ述の点に鑑みなされたもので、押出し装
置および捩り回転装置からなる押出し成形機を提供する
ものである。

すなわち、押出し装置では、ストレート穴を有する棒状
成形体を形成するため、シリンダの押出し端側には、コ
ア部材および押出しノズルを連設し、このコア部材には
、シリンダからの原料供給穴および押出しノズルの成形
穴内に延びるストレート状のコアロッドが設けられるよ
うに構成したものである。

また、捩り回転装置は、棒状成形体のストレート穴を捩
れ穴に変形するため、回転テーブルおよびこの回転テー
ブルＥに設けられたタッチローラから構成される。そし
て、この回転テーブルは、センサにより検知された成形
体の押出し速度に対応してねじれ角に見合うよう適正回
転し、またタッチローラは、成形体と共廻りしながら、
成形体に強制的な捩れを与えるものである。

（作用） 本発明の押出し成形機は、押出し装置１＋７の段階では
、ストレート穴が形成されるため、成形体の密度が高く
なり、捩り工程において穴の変形、歪などの発生が抑制
されているものである。

また、ストレート穴の形成に続く捩り回転装置の段階で
は、棒状成形体の外周部に押出し速度に見合った強制的
な捩り回転が与えられるため、所定の捩れ角に基いた捩
れ穴が正確に形成されるものである。

（実施例） 以ド、本発明押出し成形機における一実施例について、
図を参照しながら説明する。

第１図および第２図は、本発明に適用された押出し成形
機の概念を示すもので、上部ベース（１）に配置された
押出し装置（４）および下部ベース（２）に配置された
捩り回転装置（２１１によって棒状成形体（３）が成形
されるようになっている。

そして、上部ベース（１）には、前述したように押出し
装置（４）が配置されるが、この押出し装置（４）は、
ピストン（８）およびシリンダ（６）が備えられるとと
もに、このシリンダ（６）が取付は穴（５）に取付けら
れ、シリンダ（６）内の原料粉末（７）がピストン（８
）または図示しないスクリューにより加圧されるように
なっている。この場合、原料粉末（７）は、超硬合金、
サーメット、セラミックなどをベースとした所定成分か
らなるもので、溶剤などのほかに押出しに必要なＨ（ｇ
ｙｒ剤などが適宜添加されている。この場合可塑剤は、
通常、ゴム溶液、澱粉１人工樹脂、同形パラフィンなど
からなるものである。

また、シリンダ（６）の押出し端側には、コア部材（１
０）および押出しノズル（９）が連設されるようになっ
ている。そして、この原料粉末（７）は、ゴム粘土状に
練られるが押出しノズル（９）を通過するときに、コア
部材（１０）のコアロッド（１５）によって、ストレー
ト穴（１１）が形成される。ストレート穴（１１）をま
ず形成するようにしたのは、押出し成形体の密度を高め
、穴変形、歪などをできるだけ抑制するためである。す
なわち、前述した特開昭５４−１５９７９１号公報のよ
うに、押出しノズル（９）内から捩れ溝、捩れ穴を形成
することは、穴変形、歪の発生などから困難さを伴い実
用的でないからである。この場合、前記コア部材（１０
）は、第３図（ａ１〜（ｃｌ　に示されているように原
料供給穴（１２）を備えた鍔部材（１３）、截頭状の円
錐部（１４）およびコアロッド（１５）からなるもので
ある。そして、このコア部材（１０）は、粘土状の原料
粉末（７）の供給が円滑になるよう配慮される。したが
って、１１１２円錐部（１４）は、粘着性を伴った原料
粉末（７）の流動性および高密度性を活かすめに存在さ
せたものである。また、押出しノズル（９）の円錐穴（
１６）内では、粘−Ｉｌ状の原料粉末（７）が滞留する
ようなデッドスペースをなくす必要があり、前記原料供
給穴（１２）についても、押出し方向にテーパーを付す
るようにしている。

なお、前記コアロッド（１５）は、円錐部（１４）の截
頭面に２本突設されているが、これは、捩れ穴（１７）
の数、形状等により適宜変更できるものである。

しかして、押出しノズル（９）から押出された棒状成形
体（３）は、その外周部には、捩り回転装置（２１）に
よって強制的な捩り回転が付５され、ストレート穴（１
１）が捩れ穴（１７）に変形される。この捩り回転は、
前記捩れ穴（１７）の捩れ角に直接影響するため、まず
押出し速度が例えばタッチローラ（１８）およびロータ
リーエンコーダ（１９）からなるセンサによって検知さ
れ、次いで、この検知速度を基にして、マイコンなどの
制御装置（２０）によって捩れ角に見合う捩り回転が演
算される。したがって、捩り回転装置（２１）は、回転
テーブル（２７）および捩りローラ（２４）が備えられ
るが、この回転テーブル（２７）には、１対の歯車（２
２１（２３１が備えられ、捩りローラ（２４）側の爾Ｆ
ｌｕ　（２２１に押出し速度に見合った所定の回転が与
えられる。なお、タッチローラ（１８）については、棒
状成形体（３）に押圧力がか＼るため、図示しない１対
の回転ローラなどを等配することによって影響がないよ
うに配慮されている。

前記捩り回転装置ｉ’？ｆ２１１は、前記下部ベース（
２）に取付けられるもので、ｖ；１述したように回転テ
ーブル（２７）および捩りローラ（２４）からなるが、
回転付与のため１対の歯車（２２）　（２３）の回転駆
動源としてのパルスモータ−（２５）、歯車（２２）の
回転を円滑にするためのベアリング（２６）などが付与
される。

そして、捩りローラ（２４）は、第２図で示されている
ように、ベアリング（２６）によって支持された前記歯
車（２２）側にあって、中央受入れ穴ｆ２７ａ）を有す
る［Ｉｉ１転テーブル（２７）ｌに設置ｄされる。した
がって、この捩りローラ（２４）は、前記南東（２２）
によって公転し、棒状成形体（３）の押出し移動によっ
て自転する。また捩りローラ（２４）の外周縁には、捩
り回転のｆ−ｔ　５を確実にするため、棒状成形体（３
）に喰い込むような刻みｒＪ（２ａ）を形成するとよい
。

しかし、この刻み口（２８）を粗面に変更したり、断面
形状の変化により捩りローラ（２４）の個数を変更した
りすることは、適宜行なうことができるものである。

したがって、例えば棒状成形体（３）の断面形状が、第
１図および第２図におけるような円形ではなく、例えば
第４図に示されるような１対の捩れ溝（２つ）を形成す
るようにしたドリルの横断面形状とする場合には、２つ
の捩りローラ（２４）によって外周部分に捩り回転を′
与えることになる。また、捩れ穴（１７）についても円
形でなく、第４図で示されるような略三角形を示す異形
穴も可能である。

さらに、前記爾＋１’＋２３１は、パルスモータ（２５
）に連結されることにより、前記歯車（２２）を介して
捩りローラ（２４）に捩り回転を伝達するが、この捩り
回転の瞳は、前述したようにパルスモータ（２５）に接
続された制御装置（２０）により演算決定されるもので
ある。

このようにして構成された棒状成形体（３）は。

直接的には、捩りローラ（２４）によって捩り回転が与
えられ、第１図でみられるようにストレート穴（ＩＩ）
が捩れ穴（１７）に変換形成され、所定の長さで切断さ
れる。次いで、切断された棒状成形体（３）は、予備焼
結後頁空炉などの炉中で焼結され、この結果捩れ穴（１
７）を備えた棒状木材が製造され。

第５図および第６図で示されるようなソリッドドリル（
３０）などの素材として提供される。また、第７図で示
されるように、先端部のみを超硬合金とし、後方の本体
部分（３１）およびシャンク部分（３２）を鋼製とする
ものにも適用できる。これは、前述した特開昭５４−１
５９７９１号公報にみられるものである。

なお、前記棒状素材は、前述した刻み目（２８）により
捩れ線が形成されているが、研削代の範囲内であるため
特に問題とならないものである。

第５図および第６図は、本発明装置により得られた捩れ
穴（１７）を有する成形体を適用して、！Ｊ作したソリ
ッドドリルを示したものである。

なお、ソリッドドリルの素材製造については、所定の長
さに切断された棒状成形体（３）が、真空炉中、１４５
０Ｃ”　、　　１時間保持で焼結されたものである。ま
た、捩れ角は、３Ｇ”を目標に設定したが、このときの
押出し検出速度は、約１．５　ｍ／ｗｉｎで、捩りロー
ラ（２４）の公転数は約２Ｏｒ、ｐ、ｍとして、所定の
捩り速度を付与したものである。

次いで得られた焼結済の素材は、研削工程により捩れ溝
（２９）、切刃稜（３３）、ランド＋３４）　、マージ
ン（３５）などが研削され、第５図および第６図にみら
れるようなツイストドリルを得た。

そして、このソリッドドリル（刃先直径φ８）で、３５
５Ｃを被削材とする穴あけを行なった。このときの切削
条件は、加工深さが８ｍｍで送りｆを０．１　ｎｅｍ／
ｒｅｖの一定とし、切削速度Ｖを３０ｍ／ｍｉｎ　。

６０ｍ／ｍｉｎ　、　１００　ｍ／ｍｉｎと変化させ、
また、切削油の圧力は７ｋｇ・１１ｃｍ”、油量は３β
／ｍｉｎとしたものである。この結果、切屑は、切削速
度を上げるにつれて小さく分断された。これは、構成刃
先が消。

失するためである。

また、加工深さを４８ｍｍとして、切削速度Ｖ　＝　６
０ｍ／ｍｉｎ　、送りｆ　＝　０．２　ｍｍ／ｒｅｖの
条件で、上記と同じ５５５Ｃを穴あけ加工したが、捩れ
穴（１７）を有するソリッドドリルでは、切屑が小さく
分断され、切屑排出性が良好であった。これは、冷却効
果で、切屑が切れることおよび切削油の圧力によって切
屑が押出されることからである。

なお、前述したソリッドドリルについては、ＰＶＤ、　
ＣＶＤなどノコ−ティング処理ＴＴｉＮ、　ＴｉＣなど
の硬質層を被覆すれば、切削性能をさらに向上できる。

特に、切削速度の向上および寿命の延長が期待できるも
のである。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように捩れ穴を有する棒状成形
体の押出し成形機が提案されるようにしたものであるか
ら以下のような効果を有する。

第１に、超硬合金簿を製造する粉末冶金法において、捩
れ穴（１７）を有する棒状成形体（３）の製造か確実に
行なえるようになったことである。これは、ストレート
穴の形成から捩れ穴の形成による工程を経たことから、
穴部の変形、歪が抑制されたためである。

第２に、得られた棒状成形体（３）を焼結した素材とす
ることにより、油入つきのツイストドリル等に応用でき
、切削性能の向上を図れることである。これは、従来の
高速度鋼による効果から充分推定できるものであるが、
現実の切削試験からも確認されたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の押出し成形機の一実施例を示す要部
を断面図示した概念的な正面図、第２図は、第１図中の
捩り回転装置を示す上面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は、
コア部材を示す図であり。 （ａｌは正面図、（ｂ）は上面図、（ｃｌは下面図、第
４図は、棒状成形体の変形例を示す要部の断面図、第５
図は、ソリド形式のツイストドリルに適用した正面図、
第６図は、拡大した底面図、第７図は、変形例を示すツ
イストドリルの正面図である。 Ｉ）・・・」一部ベース　　　　　Ｚ　・・・下１■ベ
ース３１−・・棒状成形体　　　　（４）・・・押出し
装置６１−・・シリンダ　　　　　（７）・・・原料粉
末８）　・・・ピストン　　　　　（９・・・押出しノ
ズルＩＱＩ−・・コア部材　　　　　＋１ｌｌ−・・ス
トレート穴１２１−・・原料供給穴　　　　（１４）・
・・円錐部＋５−・・コアロッド　　　　＋＋６１−・
・円錐穴ｔ７１−・・捩れ穴　　　　　　　１８）・・
・タッチローラ＋９１−・・ロータリーエンコーダ ２０１−制御装置　　　　　（２１１−・・捩り回転装
置２２）　［２３）　・・・歯車　　　　　１２４）−
・・捩りローラ２５・・・パルスモータ　　　（２Ｂ）
・・・刻み目特許出願人　東芝タンガロイ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 押出し装置（４）および捩り回転装置（２１）により構
   成される押出し成形機において、 前記押出し装置（４）は原料を加圧するピストン（８）
   および原料を収容するシリンダ（６）が備えられるとと
   もに、このシリンダ（６）の押出し端側には、コア部材
   （１０）および押出しノズル（９）が連設され、しかも
   コア部材（１０）には、シリンダ（６）からの原料供給
   穴（１２）および押出しノズル（９）の成形穴内に延び
   るコアロッド（１５）が設けられており、 前記捩り回転装置（２１）は、成形体に対する中央受入
   れ穴（２７ａ）を有する回転テーブル（２７）およびこ
   の回転テーブル（２７）上に位置する捩りローラ（２４
   ）が備えられるとともに、この回転テーブル（２７）が
   センサにより検知された成形体の押出し速度に対応して
   ねじれ角に見合うよう適正回転し、また前記捩りローラ
   （２４）が成形体と共廻りしながら、成形体に捩れを与
   えるようにしたことを特徴とする押出し成形機。