JPS6219430Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は成形用プレスに使用する上下対称金
型に関する。

例えば、粉末成形や、粉末成形品の再圧縮工程
において、金型が成形用プレスに取り付けられて
用いられる。この金型は、ダイ、パンチ及びコア
ロツド（このコアロツドは使用されない場合もあ
る。）により構成される。粉末を成形する場合に
は、成形用プレスに取り付けられたダイの下部
に、コアロツドが挿通された下パンチが所定深さ
嵌入され、（コアロツドを使用しない場合は下パ
ンチのみが嵌入される。）この後、ダイ内に形成
されたキヤビテイに粉末が入れられついで上パン
チがこのキヤビテイの上部に圧入されると共に、
下パンチもさらに上方に移行してキヤビテイ内の
粉末が押し固められて成形される。この後、上パ
ンチは上昇させられてダイから離れ、次いで下パ
ンチも上昇させられてダイ内で成形された圧粉体
がダイから押し出されるようになされている。な
お、ダイから圧粉体が押し出される際には、この
圧粉体にスプリングバツクによる割れが発生し易
いので、このスプリングバツクによる圧粉体の割
れを防止するために、ダイの内壁面の上部に、ス
プリングバツクの1/2〜3/4程度の抜きテーパを設
けることが行なわれている。

上述のように、粉末はダイ内で圧縮され、冷間
圧縮される。従つて、金型が同一であれば、他の
成形条件に大きな変化がない限り均一な成形品が
得られる。

しかしながら、従来のこのような金型にあつて
は、パンチにより粉末が圧縮される際及びパンチ
によりダイから圧粉体が押し出される際に、ダイ
の内壁面と、粉末あるいは圧粉体との間に大きな
摩擦が生じて、ダイの内壁面の中央より下方で、
ダイ内に嵌入された下パンチの上面より上方の成
形品成立部分が特に摩耗する。その結果、成形品
の寸法が規定寸法より外れて製品として使用でき
なくなるばかりか、ダイの内壁面、成形品の外表
面の表面あらさが共に悪くなり、成形品の押し出
し時に、前記摩擦によつて生じる応力で圧粉体に
歪が残つたり、成形品に欠損が生じたりして、製
品として使用できなくなり、金型の寿命が短かい
という欠点があつた。

この考案は前記事情に鑑みてなされたもので、
ダイの内壁面の上部及び下部に、テーパ部分を上
下対称に設けることにより、ダイの上下を逆に転
倒させれば金型の寿命を倍増させることができる
上下対称金型を提供することを目的とする。

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。第１図中１は、軽水型原子炉用燃料とし
て用いられる円柱状の燃料ペレツトを作るため
に、二酸化ウラン（UO₂）粉末を粗成形するため
のダイである。燃料ペレツトは、二酸化ウラン粉
末が圧縮、成形された後焼結されて緻密で強固な
焼結ペレツトとされ、さらにこの焼結ペレツトが
研削されて寸法精度を高められてなるものであ
る。この燃料ペレツトは、ジルカロイ等からなる
被覆管に充填密封され、燃料棒として燃料集合体
に組み込まれた後原子炉に装荷される。ダイ１は
工具鋼からなる円筒形のケース２内に超硬合金か
らなる円筒形のニブ３が焼き嵌めされたものであ
る。

金型の設計は粉末の種類、収縮率、圧縮に要す
る力、成形品の密度、成形品に要求される寸法精
度、プレスの形式などに基づいてなされ、さらに
ダイ１から成形品が押し出される際のスプリング
バツクに対する考慮も払われてなされ、特にダイ
１の高さの決定は品質を左右するので、この品質
の低下を防止するために次式を用いて慎重に決め
られる。すなわち、ダイ１のキヤビテイ４の深さ
Ｈ＝圧粉体の高さ（成形品成立部分）Ｅ×圧縮比
ここで、キヤビテイ４は第２図に示すようにダイ
１、下パンチ５およびコアロツド６（コアロツド
６を用いない場合はこのコアロツド６がないもの
とする。本実施例においてはコアロツド６を用い
ない。）によつて形成される空間をいい、また圧
縮比は使用粉末の嵩密度と圧粉体密度との比をい
う。そして、通常圧縮比は２〜４であり、実際の
ダイ１の高さはキヤビテイの深さよりガイド部Ｇ
の長さ、すなわち10〜15mm程長くして、下パンチ
５の上下運動に対するガイドの役目を兼ねさせて
いる。従つて、例えば所望の成形品の寸法が外径
25mmφ、高さ８mmで、圧縮比が3.75であるとする
と、キヤビテイ４の深さＨ＝８mm×3.75＝30mmと
なり、これに下パンチ５のガイドのための長さ、
例えば14mmを加えるとダイ１の高さは30mm＋14mm
＝44mmとなる。

なお、スプリングバツクによる圧粉体の押し出
し時の割れを防止するためにテーパ７，８がニブ
３の内周面９の両端に設けられている。すなわ
ち、ニブ３の内周面の上部及び下部には、ダイ１
の中央から上下両端に近づくにしたがつて内径が
大きくなるように上下対称に、スプリングバツク
の1/2〜3/4程度の抜きテーパとなるテーパ７，８
が設けられている。これらテーパ７，８の深さは
６〜８mm程度がよいとされている。第３図は最大
加圧時に於ける粗成形品成立部分Ｅとダイ内の上
下パンチ位置を示す。即ち上パンチ１０はダイ１
の上面から約10mm入つたキヤビテイ４のストレー
ト部の上縁部にありその下方の粗成形品成立部分
Ｅの高さに位置するダイ１の内周面の摩耗が最も
甚だしくなる。

しかして、第３図に示すニブ３の内周面９の中
央より上方で、ダイ１内に嵌入された下パンチ５
の上面Ｆより上方に位置する成形品成立部分Ｅ
が、粉末あるいは圧粉体との摩擦により摩耗した
際には、ダイ１の上下を逆に転倒させて成形用プ
レスに付け替え、このダイ１を前記同様に再使用
する。このようにダイ１を上下転倒させると、こ
の転倒した状態で、ニブ３の内周面の摩耗した部
分はダイ１の中央より下方に位置し、転倒前には
ダイ１の中央より下方に位置していて、殆ど摩耗
していなかつたニブ３の内周面９部分がダイ１の
中央より上方に位置し、しかもこの摩耗していな
かつた内周面９部分は第３図においてダイ１に嵌
入された下パンチ５の上面Ｆより上方に位置し、
この内周面９部分を側壁とする成形品成立部分Ｅ
が生じるから、このダイ１を再び使用することが
でき、従つて金型の寿命が従来に比し倍増する。
なお、前述のようにダイ１を転倒させた場合であ
つても、ダイ１の上部にはテーパ８が位置するの
で、スプリングバツクによる圧粉体の割れが生じ
ることはない。

なお、前記実施例においては、この考案を二酸
化ウラン（UO₂）粉末の粗成形に適用したが、こ
れに限られることなく、これより圧縮比が大また
は小の粉末の成形にも適用することができるのは
もちろんのことである。

以上説明したようにこの考案によれば、ダイの
内壁面の上部及び下部に、テーパ部分を上下対称
に設けた構成であるから、ダイの内周面が摩耗し
た際、ダイの上下を逆に転倒させることにより、
摩耗していないダイの内周面を成形品成立部分に
位置させることができ、かつスプリングバツク防
止のためのテーパ部分を常にダイの上部に位置さ
せることができ、従つてダイの長さを変えること
なく、しかもスプリングバツクによる割れ等を防
止することができて、ダイを再び使用し続けるこ
とができ、これにより金型の寿命を従来に比し倍
増させることができ、さらに成形品の品質の低下
を防止することができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す縦断面図、
第２図はそのダイに下パンチが嵌入した状態を示
す縦断面図、第３図はその最大加圧時に於ける粗
成形品成立部分とダイ内の上下パンチの位置関係
を示す図である。 １……ダイ、３……ニブ、４……キヤビテイ、
５……下パンチ、７，８……テーパ、９……内周
面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ダイの内壁面の上部及び下部に、前記ダイの中
   央から上下両端に近づくにしたがつて内径が大き
   くなるように上下対称にテーパが設けられたこと
   を特徴とする上下対称金型。