JPH0344879B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ホツトプレス、全自動熱間成形プレ
ス、熱間押出成形機等の熱間形成機に使用される
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ツクスで作られ
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。

セラミツ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
であつて、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、セラミツクス製のスリ
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１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
ホルダによつ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つ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ツクスで形成され
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、ダイホルダによつ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ツプ
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つてスリーブをダ
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つてスリーブが締め
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ツトプレス用
複合モールド及び粉末成形ホツトプレスに適用し
たものであつて、複合モールドＭはセラミツクス
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
ーパ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によつ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によつて取り囲まれ、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１１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内の下パンチ１１と上パンチ１２
との間に加熱プレス加工空間を形成するようにな
つている。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１１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
からノツクアウトするようになつている。

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の下端面を受け止め、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１
７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つてい
る。また、各エアシリンダ１５は操業終了後等
に、空圧源１７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のピストンロツド１９に懸
垂支持させたウエイト２０の重量によつて短縮さ
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
びウエイト２０がそれぞれ１対設けてあるが、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ツトプレス
用複合モールド及び粉末成形ホツトプレスにおい
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１がダイ
ホルダ２に密着され、スリーブ１はダイホルダ２
によつ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整形し、成形後、上パン
チ１２及び下パンチ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
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。従つて、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
ホツトプレスでは、操業後、スリーブ上昇装置１
３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
つて、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
くすることによつてスリーブ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１５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１６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ツクスで形成さ
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パ角の下細りテーパ面に
形成してあるので、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大きくて
も、スリーブが押し上げられるのでスリーブがダ
イホルダによつ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つてス
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つて押し潰される
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 セラミツクス製のスリーブ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の内周面とが同じテーパ面に形成され、
   上記セラミツクス製スリーブ１が上記耐熱鋼製ダ
   イホルダ２の冷却時に上記セラミツクス製スリー
   ブ１の外周面と上記嵌合孔３の内周面との間に〓
   間を生じさせるべく昇降可能に装着されたことを
   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
   間成形機であつて、 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テーパ面に形成さ
   れ、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〓間を生じ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。