JPH0740096A - 粉末成形品のアンダカット形状成形方法及びその成形装置 - Google Patents

粉末成形品のアンダカット形状成形方法及びその成形装置

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JPH0740096A
JPH0740096A JP5192304A JP19230493A JPH0740096A JP H0740096 A JPH0740096 A JP H0740096A JP 5192304 A JP5192304 A JP 5192304A JP 19230493 A JP19230493 A JP 19230493A JP H0740096 A JPH0740096 A JP H0740096A
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powder
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Yuji Kishi
Yasushi Takayama
雄治 岸
康 高山
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Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンダカット形状を成形するための左右のカ
ムダイスプレート31,33相互の突き合わせ面により
形成されるバリPを成形工程中で除去する。 【構成】 上,下パンチ35,37により加圧完了後、
左右のカムダイスプレート3を所定の角度θ回転させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、粉末成形品の外周部
全周にアンダカット部を形成するための粉末成形品のア
ンダカット形状成形方法及びその成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】粉末成形品は、金型内に形成される型空
間内に材料となる粉末を充填し、この状態で圧縮成形し
た後焼結して得られるが、このような粉末成形品にアン
ダカット形状を成形する製造方法は、例えば図9
(a),(b)に示すような二段の歯部1,3の間にア
ンダカット部5を有するスプロケット6を例にとって説
明すると、図10(a),(b),(c)のようにな
る。
【0003】(a)では、上下パンチ7,9でダイス1
1内の材料粉末13を加圧して(b)に示すようなスプ
ロケット成形体15を成形し、これを焼結した後、機械
加工によって(c)に示すようなアンダカット部5を切
削する。
【0004】しかしながら、上記した従来の製造方法で
は、焼結された成形品は硬度が極めて高く微小な空孔を
有し、断続的な切削となるため、加工性が悪く作業能率
が低下するとともに、切削工具の摩耗や損傷も多いので
工具費の負担が大きくなり、しかも加工が別工程になる
ので作業に連続性がないなど製造コストが高くなるとい
う問題がある。このため、粉末成形工程において、アン
ダカット部5を直接成形することが要望されている。
【0005】ところが、従来の成形方法でアンダカット
部5を成形しようとすると、図11に示すように、ダイ
ス11の一部11aが成形品のアンダカット部5に入り
込むために、成形した製品17を抜き出すことが不可能
であった。
【0006】一方、特公昭54−41749号公報に
は、図12に示すように、ダイ19を横方向に分割して
二つのダイ21,23を設け、このダイ21,23にア
ンダカット部5を成形するための突起21a,23aを
それぞれ形成したものが開示されている。
【0007】ところが、この方法では、前記図9に示し
たスプロケットを成形する場合には、分割した二つのダ
イ21,23を後退させる際に、スプロケットの歯部
1,3が引っ掛かってしまって取り出すことができず、
実現不可能である。
【0008】このため、本出願人は、上記したような問
題を解決すべく、歯部1,3を成形する成形孔を有する
ダイスを上下方向に二つに分割し、この二つのダイス間
にスプロケットのアンダカアット部5に入り込む左右に
二つに分割された一対のカムダイスを進退移動可能に設
けた構成の技術を開発した。これによれば、成形後は、
アンダカアット部5に入り込む一対のカムダイスのみが
後退し、スプロケットの歯部1,3を成形するダイスは
従来の成形方法と同様横方向には進退移動せずそのまま
であるので、歯部1,3が引っ掛かるようなことはな
く、図9に示したようなスプロケットを成形することが
可能となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
技術では、アンダカット部を外周部全周に形成するため
に、成形時には一対のカムダイスの先端相互が突き合わ
されており、この合わせ面において成形後の製品にバリ
が発生することになる。このバリは、製品の機能上好ま
しくないことが多く、バリ取り等の後工程が必要とな
る。バリ取作業には、製品の形状に合わせた特別なバリ
取り装置や治工具が必要となり、コスト高を招くととも
に作業効率が低下するという不具合がある。
【0010】そこで、この発明は、アンダカット形状を
成形するための左右のカムダイス相互の突き合わせ面に
より形成されるバリを成形工程中で除去することを目的
としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第1に、金型本体内の型空間内に、粉
末成形品の外周部全周にアンダカット部を形成する複数
の成形部材を相互に先端を突き合わせた状態で突出さ
せ、前記型空間内に充填される材料粉末を上下の金型に
より加圧し、加圧終了後に前記複数の成形部材を粉末成
形品の上下方向の中心軸線を中心として回転させてから
型空間より後退させ、粉末成形品を抜き出す方法として
ある。
【0012】第2に、第1の方法において、加圧終了
後、上下の金型を相対的に後退させてから複数の成形部
材を回転させる方法としてある。
【0013】第3に、第1または第2の方法において、
粉末成形品を型空間から抜き出した後、製品払出部材で
粉末成形品を押出す際に、製品払出部材から空気を吹出
す方法としてある。
【0014】第4に、第1または第2の方法において、
粉末成形品を型空間から抜き出した後、製品払出部材で
粉末成形品を押出す際に、製品払出部材より空気を吸込
む方法としてある。
【0015】第5に、金型本体内の型空間内に、相互に
先端を突き合わた状態で粉末成形品の外周部全周にアン
ダカット部を形成する複数の成形部材を進退可能に設け
るとともに、前記複数の成形部材が型空間に突出した状
態で型空間内の材料粉末を上下から加圧する上下の金型
を設け、前記成形部材を粉末成形品の上下方向の中心軸
線を中心として回転可能な構成としてある。
【0016】
【作用】第1の方法または第5の構成によれば、上下の
金型により型空間内の材料粉末を加圧成形後、複数の成
形部材相互の突き合わせ部位にて製品にバリが発生する
が、このバリは、複数の成形部材を粉末成形品の上下方
向の中心軸線を中心として回転させることで除去され、
バリを除去した後に複数の成形部材を型空間から後退さ
せ、粉末成形品を抜き出す。
【0017】第2の方法によれば、加圧終了後、上下の
金型を相対的に後退させるとこで成形部材にかかる応力
を軽減させ、この状態で複数の成形部材を回転させる。
【0018】第3の方法によれば、粉末成形品を型空間
から抜き出した後、製品払出部材で粉末成形品を押出す
際に、製品払出部材から空気を吹出すことで、除去した
バリを吹き飛ばす。
【0019】第4の方法によれば、粉末成形品を型空間
から抜き出した後、製品払出部材で粉末成形品を押出す
際に、製品払出部材から空気を吸込むことで、除去した
バリを吸込む。
【0020】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。
【0021】この実施例においても、アンダカット形状
を有する粉末成形品として、前記図9に示したものと同
様の二段の歯部1,3を備えたカムスプロケット6の製
造方法を例にとって説明する。
【0022】図1〜図4は、この発明の一実施例に係わ
る粉末成形品のアンダカット形状成形装置の概略構成を
示している。この成形装置は、金型本体であるダイスが
上下に分割された上ダイス25及び下ダイス27を備
え、この上下各ダイス25,27には、スプロケット6
の歯部1,3を成形するための上下各ダイ孔25a,2
7aがそれぞれ形成され、これにより型空間29が画成
される。上下各ダイ孔25a,27aは、同一径で同軸
的に配置され、上下各ダイス25,27は、上下各ダイ
孔25a,27aの中心軸方向に対して独立して移動す
る。上下各ダイス25,27の相互間には成形部材とし
てのカムダイス30が設けられている。カムダイス30
は左右二つのカムダイスプレート31,33に分割さ
れ、各カムダイスプレート31,33は先端が型空間2
9に対して出入りするように進退移動可能となってい
る。型空間29の上下には、上下の各金型をなす上パン
チ35及び下パンチ37が配置されている。
【0023】上パンチ35は、外周に位置する筒状の上
第1パンチ39と、この上第1パンチ39の内側に同心
的に組み付けられる筒状の上第2パンチ41とを有し、
上第1パンチ39の外側には、下端が上ダイスの25の
上面に当接する筒状のダイ押さえパンチ43が設けられ
ている。これらダイ押さえパンチ43,上第1,上第2
各パンチ39,41は、互いに同心的に上下方向に摺動
可能に組み付けられている。
【0024】下パンチ37は、外周に位置する筒状の下
第1パンチ45と、この下第1パンチ45の内側に位置
する筒状の下第2パンチ47と、この下第2パンチ47
内に位置するコア49とから構成され、これら下第1,
下第2各パンチ45,47及びコア49は、互いに同心
的に摺動可能に組み付けられている。
【0025】一方、二つのカムダイスプレート31,3
3は、その先端に互いに対向するように半円形状の切欠
31a,33aが形成され、両カムダイスプレート3
1,33を型空間29内に突出させる成形時に、この切
欠31a,33aによって円形のアンダカット対応ダイ
孔51が画成される。このとき、各カムダイスプレート
31,33の切欠31a,33aより外側の端面31
b,33bは、上下各ダイ孔25a,27aの中心軸線
を含む面上にて突き合わされた状態となる。アンダカッ
ト対応ダイ孔51は、上下各ダイス25,27の上下各
ダイ孔25a,27aよりも小径に設定されており、製
品となるスプロケット6の円形のアンダカット部5を成
形する。
【0026】カムダイスプレート31,33の切欠31
a,33aと反対側の端部は、図1に示すように、ここ
ではカムダイスプレート33側についてのみ示してある
が、上方に向けて屈曲する取付フランジ33cが形成さ
れ、この取付フランジ33cに、カムダイスプレート3
3を型空間29に対して進退移動させる流体圧シリンダ
53のピストンロッド55が、カムダイス固定プレート
56を介して接続されている。カムダイスプレート31
側についても、同様に流体圧シリンダによって進退移動
する構成となっている。
【0027】図1に示すように、上ダイス25は上ダイ
スホルダ57によって固定支持され、下ダイス27は下
ダイスホルダ59上に固定されている。上ダイスホルダ
57は、中心部に上パンチ35が入り込むのに充分な開
口孔57aが形成され、外周側が、前記流体圧シリンダ
53を避けるように上方に屈曲して上ダイス25より外
方に突出し、上ダイス25を上下方向に移動させる駆動
機構に接続される。下ダイスホルダ59は、中心部に下
パンチ37が入り込むのに充分な開口孔59aが形成さ
れ、外周側が、下ダイス27より外方に突出し、下ダイ
ス27及びカムダイス30を上下方向に移動させる駆動
機構に接続される。
【0028】下ダイス27の外周側の下ダイスホルダ5
9上には、ドーナツ状のカムダイスガイドプレート61
が下ダイスホルダ59上を摺動回転可能に設置されてい
る。このカムダイスガイドプレート61上に、カムダイ
スプレート33を進退移動させる流体圧シリンダ53
が、シリンダブラケット63を介して固定されている。
カムダイスガイドプレート61を進退移動させる図示し
ない流体圧シリンダについても同様に、下ダイスホルダ
59上に固定されている。
【0029】下ダイスホルダ59は、外周の一部にギア
部が形成されてウォームホイールを構成し、ウォームホ
イールにウォーム65が噛合している。ウォーム65
は、図示しないモータなどの駆動機構に接続されてお
り、ウォーム65の回転によりカムダイスガイドプレー
ト61が回転し、これに伴い流体圧シリンダ53,図示
しない流体圧シリンダを介してカムダイスプレート3
3,31が回転する。
【0030】カムダイスプレート31,33には、カム
ダイスプレート31,33の上下面に作用する加圧力の
差を検出するセンサ67が設けられている。このセンサ
67としては、例えば歪みゲージを用い、加圧力に応じ
た歪み量から力を検出する。もちろん、歪みゲージの
他、種々の力センサを用いることができる。
【0031】このように構成された粉末成形品のアンダ
カット形状成形装置において、図9に示したようなスプ
ロケット6の成形工程を、図5〜図7を用いて説明す
る。
【0032】この成形装置の動作は、下第2パンチ47
が固定のウィズドロアル方式である。もっとも、下ダイ
27を固定して、上下パンチ35,37によって上下方
向より加圧する両押し方式としてもよく、また別のダイ
スまたはパンチの一つを固定しても成形可能である。
【0033】図5(a)は、フィーダ69より、型空間
29内に材料粉末71を投入した状態を示す。このと
き、上下各ダイス25,27及びカムダイスプレート3
1,33を、成形時での規定位置より上昇させて充填深
さを深くし、かつ充填量を多くしてオーバフィル状態と
し、これにより材料粉末71が入りにくいアンダカット
対応ダイ孔51の下方にも材料粉末71を充填されるよ
うにする。図5(e)は、このときのカムダイスプレー
ト31,33の位置を示す平面図で、両者相互の先端の
端面31b,33bが突き合わされることで、製品とな
るスプロケット6のアンダカット部5を成形するための
アンダカットタ対応ダイ孔51が形成されている。
【0034】そして、図示していないが、フィーダ6
9,上ダイス25,カムダイス30,下ダイス27を同
時に下げて材料粉末71を均一にした状態にする。その
後、フィーダ69が後退して余分な材料粉末を除去し、
上第1,上第2各パンチ39,41及びダイ押さえパン
チ43が下降し、図5(b)の充填状態となる。このと
き、上ダイス25の上面とコア49の上端とは、ほぼ同
一面にある。
【0035】図5(c)では、製品の高さに比例した充
填深さにするために、材料粉末71のトランスファを行
う。すなわち、下第2パンチ47を固定した状態で、上
第1,上第2各パンチ39,41,ダイ押さえパンチ4
3,上ダイス27,カムダイス30,下ダイス27,下
第1パンチ45を同時に規定量下降させ、図5(c)の
ように製品高さに比例した充填量にする。このとき、コ
ア49は逆に上昇させる。
【0036】型空間29内に充填された材料粉末71に
対し加圧される部分は、図6に示すように、カムダイス
30の上面と上第1パンチ39との間の第1加圧部A
と、カムダイス30の下面と下第1パンチ45との間の
第2加圧部Bと、上第2パンチ41とカムダイス30の
仮想中立面Nとの間の第3加圧部Cと、下第2パンチ4
7とカムダイス30の仮想中立面Nとの間の第4加圧部
Dとに、区分される。そして、それぞれの加圧部の加圧
終了後の製品高さは、a1 ,b1 ,c1 ,d1 とし、充
填深さをa0 ,b0 ,c0 ,d0 とすると、各部の充填
深さと製品高さとの比率を同一に設定する。通常、各部
の充填深さは製品高さの約2倍程度に設定される。
【0037】図5(c)から図5(d)にかけては、比
例成形で加圧を行う。但し、その場合、カムダイス30
に上または下からの加圧力に差を生じないようにカムダ
イス30を中心にニュートラルゾーンができるように成
形する必要がある。すなわち、加圧途中のいつの時点で
も、第1,第2,第3,第4の各加圧部A,B,C,D
の寸法相互が、製品における同各加圧部相互の比率と同
一の比率を保つように制御するものである。換言すれ
ば、カムダイス30を中心に上下方向より製品高さに比
例した量だけパンチ及びダイス相対移動させ、加圧開始
より加圧完了までの全加圧工程にて各部を圧縮する加圧
速度比が、最終的な成形品の各部の寸法a1 ,b1 ,c
1 ,d1 相互の比率とほぼ同一比率となるように、上,
下ダイス各25,27及びカムダイス30さらに上第
1,上第2各パンチ39,41並びに下第1パンチ45
間の相対的な移動速度を制御する。
【0038】この加圧途中において、センサ67により
二つのカムダイスプレート31,33の上下に作用する
力の差を検出し、力の差が過大になるとエラー信号を出
し、加圧を中止することによって、カムダイス30の破
損を防止することができる。また、上ダイス25は製品
の厚みa1 で高さが決まるために厚みが薄く、両側より
油圧でカムダイス30に密着するときには、大きな力が
出せないために、ダイ押さえパンチ43で上方より上ダ
イス25を押し付けるとさらによい。
【0039】図5(d)で、加圧が完了した際には、図
5(f)の平面図で示すように、カムダイスプレート3
1,33の先端相互の突き合わせ面である端面31b,
33b相互間に、製品のアンダカット部5に形成される
ことになるバリPが発生している。そこで、図5(g)
のように、ウォーム65を回転駆動させることでカムダ
イスガイドプレート61を回転させ、これによってカム
ダイスプレート31,33を同時に所定の角度θ回転さ
せる。回転の際には、上下パンチ35,37を製品厚さ
の3%程度の範囲で相対的に後退させることで、スプリ
ングバックによりカムダイス30に作用する応力が軽減
され、カムダイス30を容易に回転することが可能とな
る。この結果、アンダカット部5の外周に形成されるバ
リPは除去される。バリPの除去後は、カムダイスプレ
ート31,33を逆方向に回転させて元に戻す。
【0040】次に、図7(a)で、上下各パンチ35,
37が後退して圧抜きした状態で、ダイ押さえパンチ4
3及び上ダイス25を上昇させる。但し、このとき各パ
ンチ35,37はある程度押さえていた方がクラックが
少なくなる。そして、上パンチ35を上昇させるととも
に、カムダイスプレート31,33を後退させて図7
(b)の状態となる。
【0041】図7(b)の状態から、下ダイス27,下
第1パンチ45及びコア49を、これらの上面が下第2
パンチ47の上面と同一面となるよう下降させ、これに
より図7(c)のように製品となるスプロケット6が抜
き出し完了となる。その直後、図7(d)のように製品
払出部材としての製品払出棒73が前進し、スプロケッ
ト6を前方に押し出すとともに製品払出棒73の先端に
形成されている孔73aより空気を吹き出し、除去した
バリP及び、カムダイス30,下ダイス27,下第1,
下第2各パンチ45,47に付着している材料粉末を吹
き飛ばす。また場合によっては、このバリP及び材料粉
末をバキュームで吸い上げてもよい。
【0042】そして、製品払出棒73が後退して戻り、
カムダイスプレート31,33が前進し、上ダイス25
が下降してカムダイス30に密着した後、上ダイス2
5,カムダイス30,下ダイス27,下第1パンチ45
及びコア49が規定位置まで上昇し、再びフィーダ69
が前進して図5(a)の材料粉末71の充填工程に移行
する。
【0043】図8は、上記した成形装置の全体の概念構
成を示している。上第1,上第2各パンチ39,41及
びダイ押さえパンチ43は、それぞれ上第1,上第2各
パンチ駆動機構77,79及びダイ押さえパンチ駆動機
構81によって上下に駆動され、さらに下第1,下第2
各パンチ45,47及びコア49は、下第1,下第2各
パンチ駆動機構83,85及びコア駆動機構87によっ
て上下に駆動される。
【0044】また、上,下各ダイス25,27は、それ
ぞれ図1における上,下各ダイスホルダ57,59を介
して上,下各ダイス駆動機構89,91によって上下に
駆動される。一方、カムダイスプレート31,33は、
図1における流体圧シリンダ53を含むカムダイス横駆
動機構93,95によって左右横方向に駆動されるとと
もに、図1におけるウォーム65を含むカムダイス回転
駆動機構97によって回転駆動される。
【0045】さらに、これら上第1,上第2各パンチ駆
動機構77,79,ダイ押さえパンチ駆動機構81,下
第1,下第2各パンチ駆動機構83,85及びコア駆動
機構87,上,下各ダイス駆動機構89,91,カムダ
イス横駆動機構93,95及びカムダイス回転駆動機構
97は、駆動制御手段99に接続され、各部の駆動手順
が制御される。
【0046】各駆動機構としては、油圧などの流体圧シ
リンダ、ボールスクリューなどのねじ駆動機構,クラン
ク機構など種々の駆動機構を採用することができる。
【0047】なお、上記実施例では、アンダカット部を
有する粉末成形品として複数列のカムスプロケットを例
にとって説明したが、これに限定されるものではない。
【0048】
【発明の効果】以上説明してきたように、第1の発明ま
たは第5の発明によれば、上下の金型により型空間内の
材料粉末を加圧成形後、アンダカット部を形成するため
の複数の成形部材相互の突き合わせ部位にて発生するバ
リは、複数の成形部材を粉末成形品の上下方向の中心軸
線を中心として回転させることで、成形工程中に除去す
ることができる。この結果、後工程でのバリ取り作業が
不要となり、作業効率が向上する。
【0049】第2の発明によれば、加圧終了後、上下の
金型を相対的に後退させるとこで成形部材にかかる応力
が軽減し、これにより成形部材を容易に回転させること
ができる。
【0050】第3の発明または第4の発明によれば、粉
末成形品を型空間から抜き出した後、製品払出部材で粉
末成形品を押出す際に、製品払出部材から空気を吹出す
かまたは吸い込むことで、一連の成形工程中にて除去し
たバリを取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すアンダカット形状成
形装置におけるカムダイスを駆動させる機構の概略的な
断面図である。
【図2】図1おける上ダイスを省略した状態の平面図で
ある。
【図3】この発明の一実施例を示すアンダカット形状成
形装置の概略構成の断面図である。
【図4】図3の成形装置の分解斜視図である。
【図5】図3の成形装置における材料粉末充填からバリ
取り工程までの製造工程図である。
【図6】図5における比例加圧工程を説明するための模
式図である。
【図7】図5のバリ取り工程以後の製品抜き出し工程ま
での製造工程図である。
【図8】この発明の一実施例による成形装置全体の構成
を模式的に示すブロック図である。
【図9】(a)はアンダカット部を有する粉末成形品の
平面図、(b)は同断面図である。
【図10】従来例によるの粉末成形品のアンダカット形
状成形方法の説明図である。
【図11】他の従来例による粉末成形品のアンダカット
形状成形方法の説明図である。
【図12】さらに他の従来例による粉末成形品のアンダ
カット形状成形方法の説明図である。
【符号の説明】
5 アンダカット部 25 上ダイス(金型本体) 27 下ダイス(金型本体) 29 型空間 31,33 カムダイスプレート(成形部材) 35 上パンチ(上金型) 37 下パンチ(下金型) 71 材料粉末 75 製品払出棒(製品払出部材)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B30B 11/02 F 9347−4E

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型本体内の型空間内に、粉末成形品の
    外周部全周にアンダカット部を形成する複数の成形部材
    を相互に先端を突き合わせた状態で突出させ、前記型空
    間内に充填される材料粉末を上下の金型により加圧し、
    加圧終了後に前記複数の成形部材を粉末成形品の上下方
    向の中心軸線を中心として回転させてから型空間より後
    退させ、粉末成形品を抜き出すことを特徴とする粉末成
    形品のアンダカット形状成形方法。
  2. 【請求項2】 加圧終了後、上下の金型を相対的に後退
    させてから複数の成形部材を回転させることを特徴とす
    る請求項1記載の粉末成形品のアンダカット形状成形方
    法。
  3. 【請求項3】 粉末成形品を型空間から抜き出した後、
    製品払出部材で粉末成形品を押出す際に、製品払出部材
    から空気を吹出すことを特徴とする請求項1または2記
    載の粉末成形品のアンダカット形状成形方法。
  4. 【請求項4】 粉末成形品を型空間から抜き出した後、
    製品払出部材で粉末成形品を押出す際に、製品払出部材
    より空気を吸込むことを特徴とする請求項1または2記
    載の粉末成形品のアンダカット形状成形方法。
  5. 【請求項5】 金型本体内の型空間内に、相互に先端を
    突き合わた状態で粉末成形品の外周部全周にアンダカッ
    ト部を形成する複数の成形部材を進退可能に設けるとと
    もに、前記複数の成形部材が型空間に突出した状態で型
    空間内の材料粉末を上下から加圧する上下の金型を設
    け、前記成形部材を粉末成形品の上下方向の中心軸線を
    中心として回転可能としたことを特徴とする粉末成形品
    のアンダカット形状成形装置。
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