JPS62240701A - ねじれ穴を有する押出し成形体の成形方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、粘土状の原料粉末に押出し成形法を適用して
ねじれ穴を有する押出し成形体が得られるようにした成
形方法に関する。

（従来の技術） 従来、この種の押出し成形装置および方法として例えば
特開昭５４−１５９７９１号公報にみられるものが提案
されている。そして、この公報に開示されたものは、要
するに型穴を備えた超硬ダイの上部にブレーカ−プレー
トを配置したものであり、また、このブレーカ−プレー
トの下面には、先端をらせん状にねじった２木のガイド
ピンを突設するようにしているものである。したがって
、この装置は、前記ブレーカ−プレート」一方から原料
粉末が投入され、油圧等によって押圧力が加えられたと
きには、その成形体がねじれに沿って型穴内を自転しな
がら押出される機構になっている。

しかしながら、この機構では、成形体の均圧、流動性な
どから自転が不安定となってガイドピンにより形成され
るねじれ穴が変形する。したがつて、所望の成形体を得
るのに困難さを伴うものであった。このため、超硬合金
などの粉末冶金によるねじれを伴ったドリル、リーマな
どの製品は、実用に供されていなかった。これに対し、
ねじれを伴った袖穴を有する高速度鋼ドリルは、ねじれ
転造が容易に行なえることから一般的になっており、切
削油の供給によって切削性能の大巾な向上が認められて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） このようなことから、超硬合金等からなるねじれ穴つき
の切削用ドリル、リーマ等の実現化は、イｉ効な原料粉
末の押出し成形方法乃至手段等の開発が前提問題になっ
ている。

本発明は、特に押出し成形の方法および手段として、押
出し成形体に有効なねじれ作用を行手することにより、
上記問題点を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、押出し成形
体に形成されるねじれ穴については、ストレート穴の形
成を伴う押出し成形を経た後、ねじれ穴に変換されるよ
うにしたものである。

すなわち、押出し成形体は、まず、吊り下げピンを内部
に備えた回転ノズルによって回転状態で押出されるこに
より、その内部には、前記吊り下げピンの存在からスト
レート穴が形成される。次いで、回転状態にある押出し
成形体の端部が受け面に接触して非回転状態となるとと
もに、回転側では、前記ストレート穴がねじれ穴に変換
される。そして、得られたねじれ穴のねじれ角は、押出
し速度から演算された回転ノズルの回転速度によって設
定されるものである。

（作用） 本発明のねじれ穴を有する押出し成形体の成形方法は、
押出し初期段階では、回転ノズル内でストレート穴が形
成されるため、成形体の密度が高くなり、その後のねじ
り工程において穴の変形、歪などの発生が抑制されてい
るものである。

また、ストレート穴の形成に続くねじり工程で、押出し
成形体には、押出し速度に見合ったねじり回転が与えら
れるため、所定のねじれ角が正確に設定されるものであ
る。

（実施例） 以下、本発明ねじれ穴を有する押出し成形体の成形方法
における一実施例について、成形装置を基にして説明す
る。

第１図は、本発明方法に適用される押出し成形装置の概
念を示すもので１回転ノズル（１）を備えた押出し機（
２）が主要部品である。

この押出しａ（２）は、粘土状の原料粉末（３）を収容
するシリンダ（４）および原料粉末（３）を押出すピス
トン（５）からなるが、ピストン（５）の下部に設けら
れたホルダ（６）内には、前記回転ノズル（１）がベア
リング（７）とともに配置される。この場合、原料粉末
（３）は、超硬合金、サーメット、セラミックなどをベ
ースとした所定成分からなるもので、溶剤などのほかに
押出しに必要な可塑剤などが適宜添加されている。可塑
剤としては、通常、コム溶液、澱粉、人工樹脂、固形パ
ラフィンなどからなるものである。

そして、前記回転ノズル（１）は、ホルダ（６）から凸
出する端部に回転機構が設けられる。この回転機構は１
図示の場合、パルスモータ（８）に接続された１対の歯
車（９）　（１０）からなるものである。

また１回転ノズル（１）は、その内部にコア部材（１１
）を備え、前記原料粉末（３）がコア部材（１１）を通
過することによってストレート穴（１２）を有する押出
し成形体（１３）が得られる。この場合、コア部材（１
１）は、第２図（ａ）〜（Ｃ）に示されているように供
給穴（１４）を備えた７ラング部材（１５）、　８頭状
の円錐部（１Ｂ）およびコアロッド（１７）からなるも
のである、なお、このコア部材（１７）は、粘土状の原
料粉末（３）の供給が円滑になるように配慮される。し
たがって、前記円錐部（１６）は、粘着性を伴った原料
粉末（３）の流動性および高密度性を活かすため存在さ
せたものである。また、回転ノズル（１）の円錐穴（１
日）内では、粘土状の原料粉末（３）が滞留するような
プツトスペースをなくす必要がある。さらに前記供給穴
（１４）についても、流動性付与のため押出し方向にテ
ーパーを付すようにしている。

なお、前記コアロッド（１７）は、円錐部（１６）の截
頭面に２木突設されているが、これは、ねじれ穴（１９
）の数、形状等により適宜変更できるものである。

このように押出し成形体（１３）に対して、第１段階で
回転ノズル（１）によりストレート穴（１２）を形成す
るようにしたのは、押出し成形体の密度を高め、大変形
、歪などをできるだけ抑制するためである。

すなわち、前述した特開昭５４−１５９７９１号公報の
ように、押出しノズル内から、ねじれ溝、ねじれ穴を直
接形成することは、大変形、歪の発生などから、困難さ
を伴い実用的でないからである。

しかして、回転ノズル（１）から押出された押出し成形
体（１３）は１本実施例では、回転付与の確実性を得る
ため回転ノズル（１）の押し出し端付近に設けられた内
周突起（２０）が喰い込むようになっている。しかし、
高速回転を必要とするものではないから、この内周突起
（２０）は必ずしも必要なものではない、そして、押出
し成形体（Ｉ３）の一端は、回転ノズル（１）から垂れ
下った状態で受け面（２１）に接触して非回転状態とな
る。この結果、回転側では、いわゆるねじり回転が与え
られることになり、ストレート穴（１２）がねじれ穴（
１９）に変換される。この場合、押出し成形体（１３）
は、一般的には、自重による支持があるため軽量の場合
を除き特別な回転止めを要しないものである。

なお、ねじれ穴（１９）のねじれ角は、押出し成形体（
１３）の押出し・速度および回転速度によって決定され
る。そして、押出し速度の検出は、図示の場合接触方式
によるタッチローラ（２２）およびロータリーエンコー
ダ（２３）によって行なわれる。また回転速度は、検出
された押出し速度を基にして、マイコンなどの制御装置
（２４）によってねじれ角に見合うものとして演算され
る。そして、この演算結果は、制御装！　（２４）から
、前述した回転機構に伝達され、回転ノズル（１）が回
転することによって前述したようなねじり回転が押出し
成形体（１３）に付与される。なお、前記押出し速度は
、非接触の光学式のもの等適宜の手段により検出できる
ものである。

このようにして成形された押出し成形体（１３）は、回
転ノズル（１）によって、まずストレート穴（１２）、
次いでこのストレート穴（１２）がねじれ穴（１９）に
変換された後、所定の長さに切断される。

そして、所定長さに切断された押出し成形体（１３）は
、予備焼結後頁空炉などの炉中で焼結される。この結果
ねじれ穴（１９）を備えた棒状素材が製造され、第３図
および第４図で示されるようなソリッドドリル（２５）
などの素材として提供される。

また、第５図で示されるように、先端部のみを超硬合金
とし、後方の本体部分（２６）およびシャンク部分（２
７）を鋼製とするものにも適用できる。これは、前述し
た特開昭５４−１５９７９１号公報にみられるものであ
る。

なお、前記棒状素材は、焼結による焼上り状態では、内
周突起（２０）による喰込みねじれ線が形成されている
。しかし、このねじれ線は、研削時の基準線となるとと
もに、研削代の範囲内であるため、研削除去され特に支
障がないものである。

なお、第６図では、押出し成形体（１３）の横断面が１
対のねじれ溝（２８）を形成した異形断面となっている
もので、ストレート穴（１２）も略三角形を呈するもの
が示されている。またねじれ回転を与える内周突起（２
０）も１対のものが示されている。

（実施例１） まず、原料粉末（３）として、制用ドリルに好適する超
硬合金の成分組成を選択し、第１図におけるような成形
装設を用いて２つのねじれ穴（１９）を有する押出し成
形体（１３）を成形し、予備焼結後ソリッドドリルの素
材となるよう所定の長さに切断して真空炉中、１４５０
℃、１時間保持で焼結した。

なお、焼結素材のねじれ角は３０″になるようにしたが
、このときの押出し検出速度は、約１　、５　ｍ／ｓｉ
ｎであった。そして、この検出速度を基に制御装置２１
（２４）が予め設定されているプログラムによって演算
し、所定のねじり回転が与えられた、この結果、前述し
たねじれ線によって３０゜になっていることが確認され
た。

そしで、この焼結素材を用いて、研削手段により、ねじ
れ溝（２８）、先端切刃稜（２９）、ランド（３０）、
マージン（３１）などが仕上げられ、第３図および第４
図にみられるようなソリッドドリルを得た。このソリッ
ドドリルの工具仕様は、直径を８ｍｓ、ポイントアング
ルを１４０°としたものであり、３５５Ｃを被削材とし
て穴あけ試験を行なった。

このときの切削条件は、加工深さが８層ｍで、送りを０
　、１　ｍｍ／ｒｅｖの一定とし、切削速度Ｖを３０．
６０，１００　ｍ／ｗｉｎと変化さた。また、切削油の
圧力は、７　ｋｇ−ｆ／ｃｍ２．油量を／３１　／ｗｉ
ｎとした。

この結果、切屑は、切削速度を上げるにつれて小さく分
断され、切屑排出性が良好であった。これは、従来発生
していた構成刃先が消失するためである。

これに対し、ねじれ穴（１９）を有しない通常のドリル
では、外部から給油をしたにもか−わらず。

切屑の温度が上って延性が増すことη）ら焼けて長く延
びる傾向を示した。これは、切削速度を上げるにつれて
切削油が供給されにく−なることからである。

また、加工深さを４８＋＊ｍとして、−削速度Ｖ＝６０
　ｍ／＋＊ｉｎ　、送りｆ　＝　０　、２　ａｍ／ｒｅ
ｖの条件で、上記と同じ３５５Ｃを穴あけ加工したが、
ねじれ穴（１９）を有するソリッドドリルでは、切屑が
小さく分断され、切屑排出性が良好であった。これは。

切屑が冷却されることによる効果で、具体的には、切屑
が切れることおよび切削油の圧力によって切屑が押し出
されることからである。

なお、前述したソリッドドリルについては、ＰＶＤ　、
ＣＶＤなどのコーティング処理でＴ　ｉ　Ｎ　、　Ｔ　
ｆ　Ｃなとの硬質層を被覆すれば、切削性能をさらに向
上できる。特に、切削速度の向上および寿命の延長が期
待できるものである。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したようにねじれ穴を有する押出し
成形体が具現化されるようにしたものであるから以下の
ような効果を有する。

ｔＪＳｌに、超硬合金等を製造する粉末冶金法において
、ねじれ穴（１７）を有する押出し成形体（３）の製造
が確実に行なえるようになったことである。

これは、押出し法を利用してストレート穴の形成からね
じれ穴の形成による２つの工程を経たことから、穴部の
変形、歪が抑制されたためである。

第２に、得られた押出し成形体（３）を焼結素材とする
ことにより、油量つきのツイストドリル等に応用でき、
切削性能の向上が図れることである。これは、従来の高
速度鋼による効果から充分推定できるものであるが、現
実の切削試験からも確認されたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明ねじれ穴を有する押出し成形体の成形
方法に適用されるＴＯ＆型装置を概念的に示すもので、
要部を断面図示した正面図、第２図は、コア部材を示す
もので、（ＥＬ）は正面図。 （ｂ）は上面図、（Ｃ）は下面図、第３図は、ソリド形
式のツイストドリルに適用した正面図、第４図は、拡大
した底面図、第５図は、変形例を示すツイストドリルの
正面図、第６図は、押出し成形体の変形例を示す要部の
拡大断面図である。 （１）・・・回転ノズル　　　　　（２）・・・押出し
機（３）・・・原料粉末　　　　　　（４）・・・シリ
ンダ（８）・・・ピストン　　　　　　（７）・・・ホ
ルダ（１３）　（１Ｇ）・・・歯車　　　　　　（１１
）・・・コア部材（１２）・・・ストレート穴　　　　
（１３）・・・押出し成形体（１７）・・・コアロッド
　　　　　（１９）・・・ねじれ穴（２１）・・・受け
面　　　　　　　（２４）・・・制御装置（２５）・・
・ソリッドドリル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粘土状の原料粉末を回転ノズルによって押出し成形して
   、得られた押出し成形体の内部にねじれ穴を形成するに
   あたり、 前記押出し成形体は、吊り下げピンを内部に備えた回転
   ノズルによって回転状態で押出されるとともに、その内
   部には、前記吊り下げピンの存在によってストレート穴
   が形成され、次いで、回転状態にある押出し成形体の端
   部が受け面に接触して非回転状態となるとともに、回転
   側では、前記ストレート穴がねじれ穴に変換され、しか
   もそのねじれ角が押出し速度から演算された回転ノズル
   の回転速度によって設定されるようにしたことを特徴と
   するねじれ穴を有する押出し成形体の成形方法。