JPH0832922B2 - ボス付き成形体の粉末成形方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粉末冶金の分野におけるボス付き成形体
の粉末成形方法およびその装置に関するものである。

従来、例えばボス付き歯車のように、板状部材の片側
にボスがある形状の成形体を圧粉成形する一般的な手段
としては、第６図に概略を示す成形装置が知られてい
る。

即ち、成形体の歯形に対応する歯形溝を設けた型孔部
分103と成形体のボス部に対応する型孔105とからなる段
差型孔を備えるダイは、ダイプレート101に回転自在に
支持され、このダイの型孔103には、プレスの上ラムに
回転自在に支持された上パンチ111が嵌合し、ダイの型
孔105には下パンチ109が嵌合している。図中113は歯車
の軸孔を成形するため上下パンチを貫通して設けられる
コアロッドである。

しかし、図示のようにダイが段差型孔でしかもその大
径側に歯形溝を設ける設計の場合は、段差面115まで完
全な歯形溝を刻設し且つ段差面を完全な水平面に仕上げ
る必要があり、金型製作の工数が増しコストが高くつ
く。また、段差型孔の場合には片押しになる段差面付近
で成形体の圧粉密度が低くなるため、成形後に成形体を
ボス部側から押し上げ排出する際に、クラックを生じ易
いという問題がある。

この様な段差型孔に基づく欠点を解消するためには、
第７図のように型孔の段差部分をダイから分離して下パ
ンチに移し、下パンチを外下パンチ117と内下パンチ119
の二重構造とするのが一手段であるが、この方式にも、
成形体の歯底とボス部の間隔ｔが小さい場合は次のよう
な問題がある。即ちこのｔは外下パンチ117の肉圧ｔと
一致し、一方、外下パンチには圧縮成形の過程で成形体
を介して、上下方向および側方から大きな圧力が作用す
る。従って、肉圧ｔが薄い場合には外下パンチ117の強
度が不足し、座屈や破損を生じ易い。

そこでこの発明は、第６図の方式における金型製作上
の困難、第７図の方式における外下パンチの強度面の問
題ともに解消し得る成形装置および成形方法の提供を目
的とするものである。

（課題の解決手段） ここでこの発明の概要を述べると、先ず装置の方は、
その構成を第１図に示す通り下パンチ側の構成は第７図
の従来方式と基本的には同様であるが、ダイを、従来の
ダイに相当する主ダイ５と、その上に離接可能な副ダイ
７との分離構造にした点に特徴がある。

この副ダイ７は、その型孔17は成形体のボス部外径に
対応する寸法に、ダイの厚さは原料粉の充填時における
ボス部の充填深さと等しいか若干大きく作られる。

次に方法の発明の方は、予め副ダイ７を上方に退避さ
せた状態で主ダイ５内に原料粉を充填後、副ダイを下降
させて主ダイに当接させ、見掛け上一体の段差型孔を備
えるダイを形成する。次いで外下パンチ29と同じ位置ま
で内下パンチ31を上昇させ、その上に載っていたボス部
に相当する粉末を副ダイの型孔内に押し上げる。かくし
て、当初の充填形状を上下反転させた後に上パンチを下
降させて圧縮形成を行なう点に特徴がある。

この方法および装置によれば、主ダイの型孔に段差が
ないので歯形の加工に問題はなく、また、外下パンチは
圧縮成形中は内下パンチと上端面を揃えて一体となって
いるので、側圧を受けて破損することはない。

（実施例） 以下、この発明をその一実施例について、成形装置の
構成を第１図により、作動および形成方法を第２図ない
し第５図により説明する。

なお、この実施例はヘリカル歯車の成形を例示したた
め斜めの歯形溝を持つダイ，およびこれと直接に嵌合し
て上下する各パンチがそれぞれ回転自在に支持されてい
るが、成形対象が平歯車の場合はこの様な回転機構は不
要である。これは従来の第６図，第７図についても同様
である。

第１図において、成形体の歯形に対応する型孔11を備
える主ダイ５はダイプレート９に固定され、この型孔に
外下パンチ29が，外下パンチには成形体のボス部に対応
する内下パンチ31が、それぞれ上下動自在に嵌合してい
る。図中39は歯車の軸孔を成形するコアロッドである。

プレスの上ラム側には、成形体のボス部に対応する外
径の上パンチ25が固定され、このパンチと嵌合する型孔
17を備え，その厚さは原料粉の充填時におけるボス部の
充填深さより若干大きい副ダイ７が上下動自在に取り付
けられている。

なお、この図には副ダイ７を上下させるために油圧シ
リンダー21,23が、また外下パンチの支持にスプリング4
3およびロッド41、斜歯を備える金型部材の支持にボー
ルベアリングが例示されているが、このこと自体は慣用
手段なので、その説明は省略する。

次にこの成形装置の作動および成形方法について説明
する。先ず、第２図は原料粉の充填状態を示したもの
で、外下パンチ29と内下パンチ31はそれぞれ、成形体の
歯部およびボス部の厚さに所定の圧縮比を乗じた充填深
さを保ってダイキャビティを形成し、上パンチ25および
副ダイ７を上方に退避させ、フィーダーが原料粉をすり
切り充填して後退する。

次に、副ダイ７を主ダイ５に当接させて一体の段差型
孔を備えるダイを形成し、内下パンチ31のみ外下パンチ
29の位置まで上昇させて内外のパンチを一体化すると、
第３図の如く内下パンチの上に載っていたボス部に相当
する粉末は副ダイ７の型孔内に移動し、第２図の充填状
態の粉末を加圧せずに倒立させた状態になる。

あとはこの状態から上パンチ25を下降させ、一体の内
下パンチ31および外下パンチ29との間に加圧すれば原料
粉は第３図の充填状態と類似形を保ったまま圧縮され、
第４図の如く、所望のボス付き歯車成形体がボス部を上
側にした状態で成形される。この圧縮成形の過程では内
下パンチ31と外下パンチ29は上端を揃えて一体化した状
態で成形圧力を支えるため、外下パンチの肉厚が薄い場
合でも損傷することはない。成形後は、先ず上パンチ25
と副ダイ７を上昇させてダイを開き、成形体を主ダイ５
から下パンチで押し出せば第５図の状態となり、成形の
１サイクルを終了する。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明においてはボス付き成
形体を成形するダイをその型孔の段差面で上下に分割し
たため、従来の段差型孔に歯形等を設ける際の加工上の
問題がなくなり、また内外に分割された下パンチを粉末
の充填時には個別に、粉末の圧縮成形時には一体で機能
する構成としたため、従来は金型の強度面から成形でき
なかった歯底とボス部が接近した形状のボス付き成形体
が成形可能になるなど、この発明のもたらす効果は極め
て大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る粉末成形装置の構
成を示す断面図、第２図ないし第５図はこの装置の作動
ならびにこの発明に係る粉末成形方法を説明する図面、
第６図と第７図はそれぞれボス付き成形体の従来の成形
方式を説明する図面である。 １……分割ダイ ５……主ダイ ７……副ダイ 11・17……型孔 25……上パンチ 27……下パンチ 29……外下パンチ 内下パンチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイの型孔内に充填された原料粉末を上下
   のパンチ間に圧縮して所望の成形体を得る粉末成形装置
   において、成形体の外径に対応する型孔を有する主ダイ
   （５）と、この型孔に上下動可能に嵌合し内径が成形体
   のボス部外径に対応する中空状の外下パンチ（29）と、
   この外下パンチに嵌合し主ダイに対して相対的に上下動
   可能な内下パンチ（31）と、成形体のボス部外径に対応
   する型孔を有し主ダイの上面に対して離接可能な副ダイ
   （７）と、この副ダイの型孔に嵌合し上下動可能な上パ
   ンチ（25）を備えることを特徴とする、ボス付き成形体
   の粉末成形装置。
2. 【請求項２】ダイの型孔内に充填された原料粉末を上下
   のパンチ間に圧縮して所望の成形体を得るに際し、先
   ず、上下に分割された下側の主ダイの型孔とこれに嵌合
   する外下パンチおよび内下パンチで形成するキャビティ
   内に原料粉末を充填後、成形体のボス部外径に対応する
   型孔を有する上側の副ダイを主ダイに下降・当接させ、
   次いで内下パンチを上昇させて成形体のボス部に相当す
   る原料粉末を副ダイの型孔内に移動させ、しかるのち上
   パンチおよび下パンチによる圧縮成形を行なうことを特
   徴とするボス付き成形体の粉末成形方法。