JPH0230399A - 熱間成形機の複合モールド及び熱間成形機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ホットプレス、全自動熱間成形プレス、熱間
押出成形機等の熱間成形機に使用される複合モールド及
びこの複合モールドを使用する熱間成形機に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、熱間成形機に使用されるモールドとしては耐熱鋼
で作られたものやセラミックスで作られたものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

耐熱鋼製のモールドでは、被成形材料がモールドに付着
するのを防止するために潤滑剤を塗布する必要があるが
、この潤滑剤の塗布作業は比較的困難であり、熱間にお
ける連続操業、特に、真空中や雰囲気中の熱間連続操業
では塗布作業が一層困難になるという問題がある。

セラミックス製のモールドは、熱膨張率が著しく小さい
ために、これを固定することが困難であり、また、操業
後の冷却を相当緩慢にしてもストレスが発生して破損す
るという問題が生じる。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって
、潤滑剤塗布の手間が省け、しかも、操業後の冷却時の
破損を防止できるようにした熱間成形機の複合モールド
及び熱間成形機を提供することを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る熱間成形機の複合モールドは、上記の目的
を達成するために、例えば、第１図あるいは第２図に示
すように、セラミックス製のスリーブ１とこれを内嵌す
る嵌合孔３を有する耐熱鋼製のダイホルダ２とを備え、
上記スリーブ１の外周面とダイホルダ２の嵌合孔３の内
周面とが同じ下細りのテーパ面に形成されたことを特徴
としている。

また、本発明に係る熱間成形機は、操業後の冷却時にス
リーブｌが破損することを一層確実に防止できるように
するとともに、モールド全体を小型化を図るために、例
えば、第１図あるいは第２図に示すように、モールド冷
却時にスリーブ１を上に変位させ、スリーブ１の外周面
とダイホルダ２の嵌合孔３の内周面との間に隙間を形成
するスリーブ上昇装置１３を設けたことを特徴としてい
る。

〔作用〕

操業前の加熱時には、ダイホルダの熱膨張率がスリーブ
の２〜１０倍程度大きいので、スリーブとダイホルダと
の間に隙間ができるが、本発明の熱間成形機のモールド
によれば、スリーブの外周面とダイホルダの嵌合孔の内
周面とが同じ下細りのテーパ面に形成されているので、
スリーブがダイホルダの嵌合孔内で滑り下がることによ
りその隙間が解消されてスリーブがダイホルダに密着さ
れ、スリーブは内周面に受ける圧力に対してダイホルダ
によって確実に補強されることになる。この時、スリー
ブの外周面をダイホルダの嵌合孔の内周面で受けること
によってスリーブの落下が防止される。

また、本発明の熱間成形機のモールドによれば、モール
ドの内周面がセラミックスで形成されているので、潤滑
剤を塗布する手間を省くことができる。

更に、本発明の熱間成形機のモールドによれば、操業後
や金型の加熱装置が故障した時等の冷却時には、ダイホ
ルダによってスリーブを締め付けようとする力が作用す
るが、スリーブの外周面とダイホルダの嵌合孔の内周面
との間でスリップが生じてスリーブが嵌合孔内で上昇す
るこれによりスリーブの周面に過大な圧力が作用するこ
とが防止され、スリーブの破損を防止できる。

加えて本発明の熱間成形機によれば、操業後の冷却時に
スリーブ上昇装置によってスリーブをダイホルダよりも
上方に変位させて、スリーブとダイホルダとの間に隙間
を形成することができるので、冷却時にダイホルダによ
ってスリーブが締め付けられなくなり、スリーブの破損
を一層確実に防止できるとともに、スリーブの外周面及
び嵌合孔の内周面のテーパ頂角を小さくすることができ
、スリーブを薄肉化してモールドを小型にすることがで
きる。

スリーブ上昇装置の構成は、操業後の冷却時にスリーブ
をダイホルダよりも上方に変位させるように構成されて
おれば特に限定されるものではなく、その駆動源として
は油圧、空圧、水圧等の流体圧、電気等の他に形状記憶
合金、形状記憶樹脂等で作られた形状記憶部材を使用す
ることか可能である。

尚、本発明の熱間成形機において、操業前の加熱時にス
リーブの外周面を確実に嵌合孔の内周面に密着させるよ
うに押えバネを設けることは妨げない。また、モールド
の加熱方式としては、誘導加熱方式、抵抗加熱方式、埋
込みヒータ方式等の公知の方式を採用することが可能で
ある。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に基づき詳細に説明すれば、
以下の通りである。

この実施例は本発明を粉末成形ホットプレス用複合モー
ルド及び粉末成形ホットプレスに適用したものであって
、複合モールドＭはセラミックス製のスリーブ１と、耐
熱鋼製のダイホルダ２とを備えており、スリーブ１はダ
イホルダ２の中心部を上下に貫通する嵌合孔３に内嵌さ
れる。上記スリーブ１の外周面と嵌合孔３の内周面とは
同じテ−バ角の下細りのテーパ面に形成されている。ま
た、スリーブ１はダイホルダ２の上面に取付られた押え
バネ４によってその外周面が嵌合孔３の内周面に密着す
るように押しさげられている。更に、スリーブ１及びダ
イホルダ２の外周囲は断熱材５によって取り囲まれ、断
熱材５の更に外側に加熱用の高周波誘導コイル６が配置
される。

プレスＰは、ベツド７と、下ラム８と、ベツド７の上方
で昇降される図示しない上ラムとを備え、治具９及びダ
イホルダ２を介してベツド７上の所定の高さに支持した
スリーブ１の中心孔１０に下ラム８上に固定した下パン
チエ１と、上ラムに固定した上パンチ１２とを上下から
進入させて、中心孔１０内の下バンチ１１と上パンチ１
２との間に加熱プレス加工空間を形成するようになって
いる。また、加熱成形プレス後には、上パンチ１２を複
合モールドＭの上方に上昇させるとともに、下パンチ１
１の上端面を複合モールドＭの上面よりも高く上昇させ
て製品を複合モールドＭからノックアウトするようにな
っている。

プレスＰには、複合モールドＭを冷却するときにスリー
ブ１を押えバネ４に抗してダイホルダ２よりも上昇させ
るスリーブ上昇装置１３が設けられる。スリーブ上昇装
置１３の構成は、複合モールドＭを冷却するときにスリ
ーブ１を押えバネ４に抗してダイホルダ２よりも上昇さ
せるように構成されておれば特に限定されないが、ここ
では、治具９に昇降揺動可能に枢支された複数のレバー
１４と、これをそれぞれ昇降駆動するエアシリンダ１５
とを備えている。

即ち、各レバー１４は中間部が治具９に枢支され、その
一端部が押上げリング１６を介してスリーブ１の下端面
を受は止め、その他端部が各エアシリンダ１５に連結さ
れる。各エアシリンダ１５は操業前の加熱時及び操業中
は連続して空圧源１７からエアの供給を受けて伸長し、
スリーブ１の下端から押上げリング１６が下方に離れる
までレバー１４の一端部を下降させるようになっている
。

また、各エアシリンダ１５は操業終了後等に、空圧源１
７とエアシリンダ１５との間に介在させた電磁方向制御
弁１８を図示の正位置から逆位置に切り替えた時、ある
いは、空圧源１７からの圧縮空気の供給が停止されたと
きに空気圧あるいはエアシリンダ１５のピストンロッド
１９に懸垂支持させたウェイト２０の重量によって短縮
され、レバー１４及び押上げリング１６を介してスリー
ブ１をダイホルダ２よりも上方に押し上げるように構成
されている。

尚、ここではレバー１４、エアシリンダ１５及びウェイ
ト２０がそれぞれ１対設けであるが、これらをそれぞれ
３個以上ずつ使用することは妨げない。

上記のように構成された粉末成形ホントプレス用複合モ
ールド及び粉末成形ホットプレスにおいては、操業前に
、スリーブ上昇装置１３のエアシリンダ１５を伸長させ
て、押えバネ４でスリーブ１を下方に付勢させた状態で
高周波誘導コイル６に通電し、複合モールドＭを所定の
温度まで昇温させる。この昇温時には押えバネ４でスリ
ーブ１が押し下げられているので、スリーブ１とダイホ
ルダ２との間には隙間が生じることなくスリーブ１が嵌
合孔３内でずり下がり、スリーブｌがダイホルダ２に密
着され、スリーブｌはダイホルダ２によって十分に補強
される。操業中は、下パンチ１１がスリーブ１の中心孔
１０内に挿入され、図示しない粉末材料を中心孔１０内
に挿入した後上パンチ１２を押し下げてスリーブ１内で
粉末材料を圧縮しながら加熱して成形し、成形後、上パ
ンチ１２及び下バンチ１１を上昇させて成形品をパンチ
アウトするという手順が必要回数繰り返される。操業後
、高周波誘導コイル６への通電を停止するとスリーブ１
及びダイホルダ２は冷却されて収縮する。この時に、ダ
イホルダ２の収縮率がスリーブ１の収縮率の２〜１０倍
程度の大きなものであるために、ダイホルダ２からスリ
ーブ１に圧力が作用する。この圧力はスリーブ１のテー
パ面に直角に作用するので、スリーブ１を軸心方向に押
圧するともにスリーブ１を上向きに押し上げることにな
る。その結果、押えバネ４に抗してスリーブ１が嵌合孔
３内を滑り上がり、スリーブ１の軸心方向に作用する圧
力が無効になり、スリーブ１の破損が防止される。従っ
て、スリーブ１の外周面及び嵌合孔３の内周面のテーバ
頂角が大きければ大きい程、スリーブ１が押し上げられ
易くなり、より確実にスリーブ１の破損を防止できるこ
とになる。

しかしながら、スリーブ１の外周面及び嵌合孔３の内周
面のテーパ頂角を大きくすればする程、スリーブ１の外
径を大きくする必要があり、複合モールドＭが大型化す
る。そこで、この粉末成形ホットプレスでは、操業後、
スリーブ上昇装置１３のエアシリンダ１５を短縮させて
スリーブ１をダイホルダ２から上に持ちあげ、スリーブ
１の外周面と嵌合孔３の内周面との間に隙間を形成させ
る。これにより、スリーブ１の２〜１０倍程度の大きい
熱収縮率で収縮するダイホルダ２からスリーブ１に圧力
が作用することを防止でき、スリーブ１が破壊されるこ
とを一層確実に防止できる。

従って、この場合には、スリーブ１の外周面及び嵌合孔
３の内周面のテーパ頂角を最小限に小さくすることがで
き、スリーブ１の肉圧を最小限まで薄くすることによっ
てスリーブ１を小径化し、複合モールドＭを小型にする
ことができる。

尚、スリーブ１の外周面と嵌合孔３の内周面とが下細り
のテーパ面に形成されているので、スリーブ１は簡単に
ダイホルダ２から持ち上げることができる。

第２図に示す本発明の他の実施例では、エアシリンダ１
５等に代えてヒータ２１を備えた形状記憶合金、形状記
憶樹脂等の形状記憶部材２２が使用される。この場合、
上記の一実施例と同様にレバー１４及び押上げリング１
６が使用されているが、形状記憶部材２２を治具９に固
定して、形状記憶部材２２で直接にスリーブ１を押し上
げられるように構成することも可能である。

この実施例においては、冷却時にエアシリンダ１５に代
えてヒータ２１を作動させて所定の変態温度に形状記憶
部材２２を加熱すると形状記憶部材２２が伸長してスリ
ーブ１が上方に変位される。

その他の作用及び効果は上記の一実施例と本質的に同じ
であるが、この実施例ではスリーブ上昇装置１３の構成
を簡単にできる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る複合モールドによれば、モ
ールドの内周面がセラミックスで形成されているので、
潤滑剤を塗布する必要がなくなるとともに、スリーブの
外周面とダイホルダの嵌合孔の内周面とを同じテーバ角
の下細りテーパ面に形成しであるので、複合モールドの
冷却時にダイホルダの収縮がスリーブの収縮よりも太き
（でも、スリーブが押し上げられるのでスリーブがダイ
ホルダによって押し潰されることを防止できるのである
。

また、本発明に係る熱間成形機によれば、複合モールド
の冷却時にスリーブ上昇装置によってスリーブを持ち上
げてスリーブの外周面とダイホルダの嵌合孔の内周面と
の間に隙間を形成するので、スリーブがダイホルダによ
って押し潰されることを一層確実に防止できるうえ、ス
リーブの外周面及び嵌合孔の内周面のテーパ頂角を最小
限に小さくしてスリーブを薄肉化することができ、複合
モールドを小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部の縦断面図であり、第
２図は本発明の他の実施例の要部の縦断面図である。 １・・・スリーブ、２・・・ダイホルダ、３・・・嵌合
孔、１３・・・スリーブ上昇装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックス製のスリーブ（１）とこれを内嵌する
   嵌合孔（３）を有する耐熱鋼製のダイホルダ（２）とを
   備え、上記スリーブ（１）の外周面とダイホルダ（２）
   の嵌合孔（３）の内周面とが同じ下細りのテーパ面に形
   成されたことを特徴とする熱間成形機の複合モールド。 ２、請求項１に記載の複合モールドを使用する熱間成形
   機であって、 モールド冷却時にスリーブ（１）を上昇させてスリーブ
   （１）の外周面とダイホルダ（２）の嵌合孔（３）の内
   周面との間に隙間を形成させるスリーブ上昇装置（１３
   ）を設けたことを特徴とする熱間成形機。