JPS60223627A - プレス機におけるガイド部の形成方法 - 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】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明はプレス機におけるガイド部の形成方法に関する
。

（２）　従来の技術 従来、プレス機として可動型と固定型を持ち、それらの
一方の凸状ガイド部を他方の凹状ガイド部に嵌合させて
可動型のガイドを行うようにしたものが知られている （３）　発明が解決しようとする問題点しかしながら両
ガイド部を研削加工により形成する場合には、それらの
合わせ精度を良好にしなけらばならないので、多くの加
工時間および工数を要し、そのためガイド部の形成コス
トが高く、延いてはプレス機のコスト高を招来する。

そこで、粘土状合成樹脂を用いて、それを一方の型のガ
イド部形成部分に貼着し、その粘土状合成樹脂を他方の
型の、所定形状に形成されたガイド部により押圧して一
方のガイド部を成形する手法が提案されているが、合成
樹脂は耐圧強度が弱く、耐久性に乏しいという問題があ
る。

本発明は上記に鑑み、合わせ精度が良く、また耐圧強度
の優れたガイド部を容易に得ることのできる前記形成方
法を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１１問題点を解決するための手段 本発明は、焼結性金属粉末と合成樹脂バインダとを混練
した可塑性物を前記可動型および固定型における一方の
ガイド部形成部分に貼着する工程と、所定の形状を持つ
他方のガイド部により前記可塑性物を押圧して前記一方
のガイド部を成形する工程と、前記可塑性物中の前記合
成樹脂バインダを熱分解すると共に前記金属粉末を焼結
して前記金属焼結体を得る工程とを用いることを特徴と
する。

（２）作　用 所定の形状を持つガイド部により可塑性物を押圧して、
そのガイド部と対をなす他方のガイド部を成形するので
、それらガイド部相互の合わせ精度が良い。また前記他
方のガイド部は最終的には金属焼結体より構成されるの
で耐圧強度に優れている。

（３）実施例 第１〜第３図は、本発明を絞り加工用プレス機１に適用
した第１実施例を示し、そのプレス機１は可動型として
の上下動可能な上型２Ｉを有し、上型２１の下方にはそ
れと協働してワークＷを加工する、固定型としての下型
２□が配設される。

下型２□は上型２Ｉと嵌合する成形部材３と、その成形
部材３の周囲に配設されて上型２のガイドを行うガイド
部材４とよりなる。

ガイド部材４は、その上面に環状Ｕ字溝よりなる凹状ガ
イド部５Ｉを有し、また上型２１はその下面にガイド部
５Ｉに嵌合する環状突起よりなる凸状ガイド部５２を有
する。

凹状ガイド部５．は研削加工等により前記形状に形成さ
れ、凸状ガイド部５□は、凹状ガイド部５Ｉによって以
下に述べる手法により成形され、最終的には金属焼結体
Ｓ、より構成される。また図示例においては上型２Ｉの
ワーク成形部６も前記金属焼結体Ｓ＋　と一連のものよ
り構成され、ワーク成形部６の成形を可能にすべく、成
形部材３は所定の形状に形成されている。ガイド部材４
には、その凹状ガイド部５Ｉに開口する複数の空気抜き
孔４ａが形成され、それら空気抜き孔４ａにより両ガイ
ド部５１，５□を嵌合したときそれらの間に空気が封じ
込められることを防止する。

ｉ、可塑性物の製造 Ｎｉ自溶性合金粉　８０部と、Ｍｏ粉砕粉　２０部とを
■−ブレンダにより十分に混合して混合粉を得る。

四フッ化エチレン樹脂エマルジョンとアクリル樹脂エマ
ルジョンを１：１に混合して合成樹脂バインダを得る。

上記混合粉　１００部に対し合成樹脂バインダ３部を添
加して卓上ニーダにより十分に混練し、この混練物を１
００〜１５０℃に加熱して合成樹脂バＪンダ中の水分を
蒸発させる。得られた混線物の性状は、合成樹脂バイン
ダにより粘結されて無数の団塊状を呈する。

上記混線物を８０〜１００℃に加熱してロール機に複数
回通しシート状可塑性物を得る。この場合ロール機のロ
ールを混線物と同程度に加熱するとシート成形作業が容
易に行われる。得られたシート状可塑性物は常温におい
て適度な可撓性と引裂き強度を有する。

ｉｉ、上型の凸状ガイド部およびワーク成形部の形成 第２図（ａ）に示すように、上型素材２０は鋳鉄（ＪＩ
Ｓ　Ｆｅ１２材）より鋳造されたもので、その凸状ガイ
ド部５□およびワーク成形部６を形成するベース面７は
、完成された上型２．における凸状ガイド部５Ｉおよび
ワーク成形部６外面（鎖線示）よりも５〜２０ｍ低くな
るように成形されている。上型素材２０は鋳放しのまま
使用されるもので、その黒皮を持つベース面７には清掃
後アクリル樹脂接着剤を塗布する。

第２図（ｂ）に示すように、ベース面７にシート状可塑
性物Ｐを貼着する。この場合所定厚さを得るためにはシ
ート状可塑性物Ｐを積層する。また上型素材２０を８０
〜１００℃に加熱しておくと、前記シート状可塑性物Ｐ
の貼着作業が容易に行われる。

第２図（ｃ）に示すように、上型素材２０をプレス機本
体に組込み、上型素材２ｏを下降させて可塑性物Ｐをガ
イド部材４の凹状ガイド部５．により押圧して凸状ガイ
ド部５□を成形し、同時に可塑性物ＰをワークＷと同一
厚さを有する可撓性シート状物Ｗｓを介して成形部材３
により押圧してワーク成形部６を成形する。

第２図（ｄ）に示すように、プレス機本体より取外され
た上型素材２ｏに囲い８を取付けて可塑性物Ｐの周りを
囲み、可塑性物Ｐの表面をセラミック粉末で覆い、その
上に直径０．７５ｍの鋼球９を載せてバンクアンプを行
う。このバンクアンプは鋼球９の重さにより後述するＮ
ｉ自溶性合金−ＭＯ粉末の焼結時焼結体Ｓ１の寸法変化
、即ち膨張を、抑制するものである。

次いで、上記上型素材２ｏを真空焼結炉１０に設置して
第３図に示す加熱−冷却条件で有機物質の分解と金属粉
末の焼結を行う。キャリヤガスは窒素ガスまたは還元性
の強い水素ガスが用いられる。

（Ａ）第１加熱ゾーン（第３図Ａ） この加熱ゾーンＡは常温から６５０℃までであり、昇温
速度は１０〜ｂ 熱ゾーンＡでは先ず水分が蒸発し、次いで合成樹脂バイ
ンダ中の四フッ化エチレン樹脂およびアクリル樹脂が分
解してガス化する。これら合成樹脂は３００〜４００℃
でガス化するが、熱伝導を考慮して６００〜６５０℃に
９０分間均熱保持して殆どの有機物質を除去し、Ｎｉ自
溶性合金−Ｍ。

粉末体を残置する。この有機物質のガス化を真空焼結炉
１０内の真空度の変化により説明すると、常温ではＩ　
Ｔｏｒｒであるが、６５０℃で９０分間均熱保持したと
きは最高２　Ｔｏｒｒに真空度が低下する。これは主と
して有機物質の分解ガスの生成による。そして９０分を
経過した後は真空度は再びｌ　’ｌ’ｏｒｒに上昇する
もので、これは真空焼結炉１０内より分解ガスが除去さ
れたことを意味する。

（Ｂ）第２加熱ゾーン（第３図Ｂ） この加熱ゾーンＢは９００〜１０００℃の範囲であり、
Ｎｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体をＮｉ自溶性合金の固相線
（１０１０〜１０２０℃）以下の温度、例えば９５０℃
に３０分間均熱保持して固相焼結処理を施し、これを仮
焼結する。第１加熱ゾーンＡからの昇温速度は１０〜ｂ る。

真空焼結炉１０内のＮｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体は、そ
の表面から加熱されて昇温するので、粉末体全体が均一
温度に達するまでは所定の加熱時間が必要である。若し
焼結温度である１０００〜１２００℃にいきなり加熱す
るとＮｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体の表面部分とベース面
に接する部分との間に温度差ができて、気孔率のばらつ
きが多くなり均一な焼結体が得られないだけでなく、焼
結後、クラック等の欠陥を生じ易くなる。

第２加熱ゾーンＢでは未分解の有機物質が完全にガス化
して除去される。このガス化等により真空焼結炉１０内
の真空度は一時的に４’ｌ’ｏｒｒに低下するが３０分
経過後にはｌ　Ｔｏｒｒに復帰する。

（Ｃ）第３加熱ゾーン（第３図Ｃ） この加熱ゾーンＣは、Ｎｉ自溶性合金の固相線（１０１
０〜１０２０℃）直下から液相線（１０７５〜１０８５
℃）を越える温度、即ち１０００〜１２００℃の範囲で
あり、Ｎｉ自溶性合金−ＭＯ仮焼結体を、例えば液相線
を越える温度である１１００〜１１８０℃、好ましくは
１１２０℃に１２０分間恒温保持してＮｉ自溶性合金の
溶融に・より液相焼結処理を施し焼結体Ｓ、を形成する
。

この場合Ｎｉ自溶性合金の流動はＭＯの存在により妨げ
られ、したがって形状維持性が良い。

第２加熱ゾーンＢからの昇温速度は１５〜ｂ第２加熱ゾ
ーンＢで既に高温加熱されているので、第３加熱ゾーン
Ｃまでの昇温時間は僅かである。

この第３加熱ゾーンＣの保持時間が不充分であると焼結
が完全に行われず、焼結体Ｓｌに欠陥を生ずる。

上記のように焼結温度を１１２０℃に選定する理由は、
その温度が鋳鉄よりなる上型素材２ｏの共晶温度以下で
あるからである。上型素材２ｏが鋳鋼等の鋼糸であれば
焼結温度は１１６０℃が良い。その理由は焼結温度が１
２００℃程度となると、焼結体Ｓ１の寸法変化が天きく
なり、また炉温制御が容易でなく、その上炉内温度がば
らつくといった不具合があり、これらの不具合を除去す
るための作業温度としては１１６０℃が適当であるから
である。

（Ｄ）冷却ゾーン（第３図Ｄ） この冷却ゾーンＤは、前記焼結温度から略８００℃まで
の１次冷却ゾーンＤ、と、略８００℃から略４００℃ま
での２次冷却ゾーンＤ２と、略４００℃から常温までの
３次冷却ゾーンＤ３とに分けられる。

１、次冷却ゾーンＤ、は、焼結体ＳＩの高温下における
安定域であり、この冷却ゾーンＤＩではできるだけ熱的
な刺激を避け、同時に冷却効率を考慮して最高２℃／分
程度のゆっくりした速度で冷却する。この冷却ゾーンＤ
、で急冷が行われると焼結体ＳＩにクランクが多発する
。

２次冷却ゾーンＤ２では、上型素材２ｏの線膨張（１２
，５ｘ　１０−’／’ｃ）とＡｒ、変態における寸法変
化を吸収するために最高３℃／分程度のゆっくりした速
度で冷却する。この場合焼結体Ｓ。

の線収縮は１４．６　Ｘ　１０−’／℃であるが、多孔
質であるため上型素材２ｏの収縮に追随する。この冷却
ゾーンＤ２で急冷が行われると焼結体ＳＩにクランクが
多発する。

３次冷却ゾーンＤ、では、水、油等の液冷以外のガス冷
却（空冷を含む）により焼結体ＳＩおよび上型素材２ｏ
の温度を常温まで冷却する。

第２図（ｅ）に示すように上記加熱−冷却処理を経て、
凹状ガイド部５．およびワーク成形部６をＮｉ自溶性合
金−Ｍｏよりなる焼結体Ｓ、によって構成された上型２
が得られる。

上記焼結体Ｓ、は上型素材２ｏとの溶着性が良好で、ク
ランク等の欠陥の発生がなく耐圧強度に優れている。ま
た寸法変化も±０〜＋２ｗ以内と精度が良く、その上凸
状ガイド部５．と凹状ガイド部５Ｉとの合わせ精度も良
好で簡単な仕上げ加工を施すことより直ちにプレス作業
に使用することができる。

焼結体Ｓ、の表面硬度はロックウェル硬さＢスケールに
おいて２０程度であり、この程度の硬度を持てば通常の
プレス作業では何隻問題を生じないが、作業内容によっ
ては焼結体Ｓ、に高圧が作用することがあり、この場合
焼結体Ｓ、が多孔質であるため座屈するおそれがある。

このような不具合に対処するためには、焼結体Ｓ、にＣ
ｕ、Ｎｉ自溶性合金等の低融点金属を溶浸させる、また
はエポキシ樹脂等の合成樹脂を含浸−硬化させて気孔を
埋め、焼結体Ｓ１の硬度を著しく高くして座屈強度を向
上させることが必要である。

ｆｆｊ３、前記実施例においては凸状ガイド部５寞を金
属焼結体Ｓｌより構成したが、凹状ガイド部５１を金属
焼結体より構成するようにしてもよい。

第４図は本発明をプレス機としてのトリミング加工機１
１に適用した第２実施例を示し、そのトリミング加工機
１１は可動型としての上下動可能なトリミング用パンチ
１２と、そのパンチ１２と対向する固定型としてのトリ
ミング用ダイス１３と、パンチ１２にクッション部材１
４を介して吊持されたワーク押え部材１５とを有する。

ダイス１３は、その周縁部にロンド状をなす凸状ガイド
部１６．を有し、またパンチ１２は凸状ガイド部１６．
と嵌合する貫通孔状をなす凹状ガイド部１６．を有する
。

凹状ガイド部１６１の形成に当っては、ガイド部形成部
分としての孔部１７内周面に前記可塑性物を管状に貼着
し、それに凸状ガイド部１６．を貫通させて凹状ガイド
部１６．を成形し、その後第３図の加熱−冷却条件で可
塑性物中の合成樹脂バインダを熱分解すると共にＮｉ自
溶性合金−ＭＯ粉末を焼結して凹状ガイド部１６＋を焼
結体Ｓ２より構成するものである。

パンチ１２およびダイス１３の切刃部１８．１９とダイ
ス１３のワーク載置部２０も金属焼結体Ｓ、〜Ｓ、より
構成されており、両切刃部１８゜１９にはＷＣ等の超硬
金属粉末が、またワーク載置部２０には前記Ｎｉ自溶性
合金−Ｍｏ粉末がそれぞれ用いられている。図中Ｓｃは
ワークＷより両切刃部１８．１９の協働により切断され
たスクラップを示す。

Ｃ９発明の効果 本発明によれば、所定の形状を持つ一方のガイド部によ
り可塑性物を押圧して、他方のガイド部を成形するので
、それらガイド部相互の合わせ精度を良好にすることが
できる。また前記他方のガイド部は最終的に金属焼結体
より構成されるので耐圧強度に優れ、耐久性を大幅に向
上させることができる。さらにガイド部の形成を、成形
−焼結処理により能率良く行い、ガイド部形成コスト、
延いてはプレス機の製造コストを大幅に低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は絞り加工
用プレス機の断面図、第２図（ａ）乃至（ｄ）は第１実
施例の工程説明図、第３図は焼結工程における温度と時
間の関係を示すグラフ、第４図はトリミング加工機の断
面図である。 Ｐ・・・可塑性物、Ｓ、・・・焼結体、ｌ・・・プレス
機、２Ｉ・・・可動型としての上型、２２・・・固定型
としての下型、５Ｉ・・・凹状ガイド部、５□・・・凸
状ガイド部 第２図 第１図 １ 第３図 時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可動型と固定型を持ち、それらの一方の凸状ガイド部を
   他方の凹状ガイド部に嵌合させて前記可動型のガイドを
   行うようにしたプレス機におけるガイド部の形成方法で
   あって、焼結性金属粉末と合成樹脂バインダとを混練し
   た可塑性物を前記可動型および固定型における一方のガ
   イド部形成部分に貼着する工程と、所定の形状を持つ他
   方のガイド部により前記可塑性物を押圧して前記一方の
   ガイド部を成形する工程と、前記可塑性物中の前記合成
   樹脂バインダを熱分解すると共に前記金属粉末を焼結し
   て前記金属焼結体を得る工程と、込りなるプレス機にお
   けるガイド部の形成方法。