JPH04105796A - 段付形状部をもつ圧粉体成形装置 - 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、粉末成形において下パンチの分割を最小限に
して成形前に製品の形状に合わせて粉末充填密度を略均
−になるように改良した段付形状部をもつ圧粉体成形装
置に関するものである。

（従来の技術） 強度などに関して良質な粉末成形製品を（尋るためには
成形前の粉末の充填密度を製品の形状に合わせて均一に
して完成された製品の材料力学的な強度を均一にする必
要がある。この充填密度の均化に関する技術は従来より
種）７開発されている。以下段付き製品の代表的な例と
して内燃機関のコネクティングロッドを例に説明する。

第９図ないし第１１図においてこの段付き形状部をもつ
圧粉体成形装置はダイ１にコネクティングロッドの小径
端上パンチ２、大径端下バンチ３、小径コア５、大径コ
ア６およびコラム下パンチ４を備えている。そして粉末
１０は図示省略の通常の手段、すなわち、底が開放され
た粉箱を平坦面に加工されたダイ１の表面に沿ってスラ
イドさせてキャビティ内に粉末を充填し、この充填した
粉末の表面がダイｌの表面に一致するようにされている
。そこで粉末の充填密度をできるかぎり均一にするため
に下パンチを小径端上バンチ２、大径端下バンチ３、小
径コア５、大径コア６、およびコラム下パンチ４の五つ
に分割し、第９図に示すように粉末ＩＯの充填時にはコ
ラム下パンチ４を所定高さに上昇してこの部分に充填さ
れる粉末の充填量を調節する。そして成形時には第１０
図に示すようにコラム下パンチ４を下降して充填した粉
末層を下げ上バンチ７を下降して粉末成形するようにし
ている。この上パンチ７の下降において小径端コア５の
先端および大径端コア６の先端はそれぞれ穴８および９
内に逃げるようになっている。また第１１図において５
゛は切削加工されたコネクティングロッドの小径部、６
″は同じく切削加工されたコネクティングロッドの大径
部である。

また実公昭６１−２６３２６号公報には粉末充填時に生
しるブリッジ現象の防止および塊状化したグラファイト
の分解をして粉末を均一に充填するために粉箱の前板の
下端とダイの表面との間に所定の隙間を形成した粉箱が
開示されており、また、実開昭５８−１２８７９５号公
報には粉箱の底を全面開放するのではな（キャビティ内
への粉末充填の難易さに応じて粉箱の底を一部塞ぐよう
にし、粉末の充填密度を均一にするようにした粉箱が開
示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来例において第９図ないし第１Ｉ図に示すものは
下パンチを多数に分割していたので分割された下パンチ
の間に粉末が侵入し、この粉末の侵入がコア下パンチの
作動不良を起こす原因となって不良製品の発生をまねく
という問題があり、また、このようにコア下パンチの作
動不良を起こしたときは下パンチを分解して清掃後組み
立てをしなければならないので生産性が低下するという
問題があり、また、作動不良を起こすまでの間はパンチ
の間に粉末が侵入した状態でコア下パンチを作動するの
でその摩耗が激しく下パンチの寿命が短くなるという問
題がある。

このように下パンチを多数に分解しなければならない理
由はダイの表面を平坦にして粉箱をその平坦面に沿って
移動し充填された粉末の表面をダイの平面に一致するよ
うに充填しているために、粉末の充填密度の均一化は下
パンチにて行なわなければならないからである。したが
って粉末の充填をこのような方式にて行なっている実公
昭６１−６３２６号公報に開示されている粉末原料供給
箱を使用している圧粉未成形装置も同様な問題を内在し
ている。また、実開昭５８−１２８７９５号公報に開示
されている粉箱の場合には粉末の充填密度の均一化が上
記従来例に比べて改良されているが粉末は自由落下して
キャビティ内に充填されるので必ずしもその充填量が確
実に均一化されたとはいえない。

本発明は下パンチの分割を最小限にして、かつ、粉末の
充填密度の均一化をより確実にした段付き形状部をもつ
圧粉体成形装置を提供するものである。

（課題を解決するだの手段） 上記の課題を解決するための本発明に係る手は、底面を
開放した粉箱を圧粉体成形型ダイの表面に沿ってスライ
ドして圧粉体成形型のダイと下パンチとで形成するキャ
ビティ内に粉体を充填し、その粉体を上バンチにて押圧
して成形する圧粉体成形装置において、前記内圧粉体成
形型のダイの表面に製品の段部に合わせて形成した粉箱
案内凹所を設け、該粉箱案内凹所に案内され製品の段部
に合わせて形成した粉箱を設けたことを特徴とするもの
である。

（作用） 本発明はこのように構成したので、ダイの表面に製品の
段部に合わせて形成された粉箱案内凹所に案内されて、
製品の段部に合わせて形成した粉箱を移動させることに
より粉体は下パンチによる調整をすることなく製品の形
状に倣って略均−の層厚さに充填される。

（実施例） 以下本発明の一実施例について説明する。先ず第６メお
よび第７図に示すように段部を有する製品の代表例とし
てコネクティングロッドＩＩを例にして以下説明する。

圧粉体成形との関係においてこのコネクティングロッド
１１は大径部１２、小径部１３、段部１４、リブ部１７
、ボス部１８からなるものである。第１図においてダイ
ｌの表面にはコネクティングロッドＩｔの段部１４に合
わせて粉箱案内凹所１６が形成されている。コラム下パ
ンチ１５は第３図に示すようにリブ部＋７．ボス部Ｉ８
を形成するように成形された一例のパンチであり、コネ
クティングロッド１１の大径部１２、小径部１３を形成
するように孔が明けられその孔に小径端上パンチ５と大
径端下バンチ６が挿入されている。上バンチ７には小径
端上パンチ２と大径端下パンチ６の先端が挿入される八
８および９が設けられている。ダイｌについて更に詳し
く説明すると第４図に示すようにダイ１の表面にはコネ
クティングロッド１１の形状に合わせて穴２１が穿設さ
れていて、この穴２１（コネクティングロッド１１の段
部１４の範囲）を横切るようにして最終的に段部１４の
形状に合致するように粉箱案内凹所１６が形成されてい
る。粉箱１９は第５図に示すように粉箱案内凹所１６に
合わせて前板２３と後部板２２（第４図）が形成されそ
の他の部分はダイ１の平坦な表面２４に沿うように形成
されて、その底部が全面開放された箱形になっている。

このように構成した本実施例の作用について次に説明す
る。第４図および第５図において粉末１０を収容した粉
箱１９をダイ１の粉箱案内凹所１６に沿ってスライドさ
せて粉箱１９が穴２１を横切ると粉末は穴２１内に充填
される。この粉末の充填に際して粉末の充填表面は粉箱
１９の前板２３により先ずその形状に合わせて削り取ら
れ次シこ粉箱１９を後退させるときに後部板２２にてな
らされて、コネクティングロッド１１の段部Ｉ４に相当
する部分の粉末の充填層は薄くボス部Ｉ８の部分の粉末
充填層は厚くなるように充填される（第１図参照）。こ
のように充填された粉末はコラム下パンチ１５が静止し
ているので充填されて積層された充填層には乱れはなく
そのままの状態が保持される。このように粉末の充填層
を保持する１：とによりこの充填層は上バンチ７を下降
し第２図に示すように粉末を圧縮成形する際に略均−な
圧力で押圧される。そしてこの圧縮成形に際して摺動す
る部分は小径端上パンチ５および大径端下バンチ６の先
端が穴８．９に挿入される部分のみである。この部分は
第２図でも明らかな通りその嵌め合いには隙間がありこ
の部分に粉末が侵入しても上バンチ７の作動不良を起こ
すようなことはなく、また、八８．９を定期的に清掃す
ることにより上バンチ７の作動不良を回避することが可
能である。また、この部分が摩耗しても製品の精度に影
響するものではない。

次に本実施例と従来例との比較を行なうために以下の実
験を行なった。実験の諸元は以下の通りである。

粉末材料＝Ｆｅ−２％、Ｃｕ　−０，６％、Ｇｒ　−０
，６％成形面圧Ｓｔｏロ／Ｃゴ ｍ第８図に示す各部の粉末充填密度についての実験の結
果は以下の通りである。（単位ｇ／ｃｒｎ’　）Ａ部　
　　Ｂｆｆｉ　　　　Ｃ部 従来例　　　６．９　　　７．１　　　６．９本実施例
　　７．０　　　７．１　　　７．０（２）パンチにか
じりが発生するまでのパンチ打数従来例　　　２０００
個 本実施例、　　８０００個 実験ｆｉｌ　について従来例ではＢ部の充填密度が他の
部分に比べて大きいのは成形の際にコラムパンチ４が下
降するので充填された粉末の積層が崩れて中央部に粉末
が集まるからであると推定される。これに対して本実施
例の充填密度はほぼ一様である。その理由はコラム下パ
ンチ１５が静止しており積層された粉末の層がそのまま
保持されているからであると推定される。

実験（２）については従来例の分割された下パンチの数
は五個であり、かつ、コラム下パンチ４が上下動するの
で当然の結果であると判断される。これに対して本実施
例では下パンチの数は三個であり、作動不良の原因部分
および摩耗部分は小径端上パンチ５および大径端下パン
チ６とコラム下パンチ１５との間での擦れのみである。

この実験から判ることは摩擦によるパンチの寿命（かじ
りによる作動不良および摩耗）に対して小径端上パンチ
５および大径端下パンチ６とコラム下パンチ１５との間
での擦れはそれほど影響がないことである。

これに比べてコラム下パンチの上下動による擦れは略四
倍の寿命短縮をもたらすことをこの実験により裏付けら
れている。

（発明の効果） 以上詳述した通り本発明によれば、ダイの表面に製品の
段部に合わせて形成された粉箱案内凹所を設け、製品の
段部に合わせて形成した粉箱を粉箱案内凹所に案内させ
るようにしたので、下パンチを分割しないで、かつ、下
パンチを静止した状態で充填された粉末の充填密度を略
均−にすることができる。これにより下パンチによる粉
末の充填密度の調節が不要になって下パンチの分割がな
くなり、その結果パンチ間への粉末の侵入が少なくなり
長期間にわたってパンチの作動不良および摩耗を起こさ
ないようにして生産性を向上することができる。そして
下パンチを静止して粉末の充填層をそのまま保持するよ
うにしたので粉末の充填密度を略均−にすることができ
るとともに、粉末の充填はダイの表面に形成した粉箱案
内凹所に案内される製品の段部に合わせて形成された粉
箱にて行なうので製品に倣った層厚さの粉末充填を確実
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を縦断面して示した粉末充填
時の模式図、第２図は粉末成形時の状態を縦断面して示
した模式図、第３図はコネクテイングロ・ンドを例にし
て示した第１図のコア下パンチの平面図、第４図は第１
図のダイの平面図、第５図は第４図の正面図、第６図は
コネクティングロッドを例として示した対象製品の斜視
図、第７図は第６図の側面図、第８図は実験対象製品の
平面図、第９図は従来例を縦断面して粉末充填時の状態
を示した模式図、第１０図は第９図において粉末成形時
の状態を縦断面して示した模式図、第１１図は第９図の
コア下パンチの平面図である。 ｌ　・・・・タイ ７・・・・上バンチ ｌＯ・・・・粉末 １５・・・・コラム下パンチ １６・−・・粉箱案内凹所 １９・・・・粉箱 才１図 才３図 １・・・・ダイ　　　１５・・９．コラム下パンチ７・
・・・上バンチ　１６・・・・粉箱案内凹所１０・・・
・腑末　、１９１．、粉箱 第 図 才 図 才 図 １８図 オ９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）底面を開放した粉箱を圧粉体成形型ダイの表面に
   沿ってスライドして圧粉体成形型のダイと下パンチとで
   形成するキャビティ内に粉体を充填し、その粉体を上パ
   ンチにて押圧して成形する圧粉体成形装置において、前
   記圧粉体成形型のダイの表面に製品の段部に合わせて形
   成した粉箱案内凹所を設け、該粉箱案内凹所に案内され
   製品の段部に合わせて形成した粉箱を設けたことを特徴
   とする段付形状部をもつ圧粉体成形装置。