WO2008053854A1 - Matrice pour mouler un corps de structure en nid d'abeilles et procédé de production de celui-ci - Google Patents

Matrice pour mouler un corps de structure en nid d'abeilles et procédé de production de celui-ci Download PDF

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groove
forming groove
molding
outer edge
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PCT/JP2007/071060
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Inventor
Kazuyuki Kurakake
Tomohisa Ogata
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Hitachi Metals, Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/24—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass dies
    • B23P15/243—Honeycomb dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B2003/203—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded for multi-channelled structures, e.g. honeycomb structures
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/02—Other than completely through work thickness
    • Y10T83/0304—Grooving

Definitions

  • the present invention relates to a mold used for extrusion molding of a honeycomb structure, and a manufacturing method thereof.
  • honeycomb structure used for an exhaust gas purification filter or the like
  • honeycomb structure molding die hereinafter abbreviated as "molding mold”.
  • the ceramic clay is extruded to form a honeycomb formed body, and then dried and fired.
  • the honeycomb structure 10 is composed of a porous partition wall 2 and an outer peripheral wall 1 that form a large number of flow paths 3, and the shape of the cross section in the vertical direction of the flow paths. Usually has an almost circular or elliptical shape.
  • a forming die 20 for forming a honeycomb formed body by extruding a ceramic clay has a shape in which a forming groove processing surface 31 protrudes.
  • the supply hole 40 is formed on the supply hole processing surface 41 of the mold material 21, and the lattice-shaped forming groove 30 is formed on the forming groove processing surface 31.
  • the supply hole 40 of the molding die 20 is provided so as to overlap with the molding groove intersection 33 as shown in FIG.
  • the ceramic clay introduced into the molding die 20 from the supply hole 40 is formed into a honeycomb shape by the forming groove 30 to form a non-cam formed body.
  • the forming groove 30 and the supply hole 40 communicate with each other, or at every other position with respect to each intersection 33 of the forming groove 30 In some cases, the forming groove 30 and the supply hole 40 communicate with each other!
  • the molding die 10 is formed by drilling a feed hole machining surface 41 (a surface opposite to the molding groove machining surface 31) of the mold material 21 from which the molding groove machining surface 31 protrudes as shown in FIG. 5 (a).
  • the supply hole 40 is formed by processing or the like, and then the forming groove 30 is formed on the forming groove processing surface 31 for manufacturing.
  • the grid-shaped forming grooves 30 are formed by rotating the mold material 21 after processing a plurality of parallel forming grooves 30 by grinding or cutting using a rotary tool 50.
  • FIG. 5 (c) the forming groove 30 intersecting with the previously processed forming groove 30 is processed and formed.
  • the conventional molding die has a shape of the outer edge 32 of the molding groove forming surface 31 as viewed from the molding groove forming surface (hereinafter simply referred to as "the outer edge of the molding groove forming surface").
  • the shape of the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 may be the same as described in JP-A-11-70510, for example. As shown in Fig. 6, it may be processed into a circular shape. In either case, as shown in FIG. 7, the ceramic clay extruded from the molding die 20 is further passed through the guide ring 62, so that the shape of the cross section in the vertical direction of the flow path is almost circular or elliptical. A certain honeycomb formed body 11 can be obtained.
  • the forming groove 30 that is not used for extrusion molding as described above is added. It is possible to reduce waste. However, when the forming groove 30 is formed on the forming surface 31 with the outer edge 32 being circular, the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 and the forming groove 30 are very In some cases, a small crossing angle 70 is formed. Thus, when starting the processing of the forming groove 30 having a very small crossing angle 70 (for example, the forming groove indicated by a dotted line in FIG. 8), the blade of the rotary tool 50 is moved in accordance with the progress of the rotary tool 50. Since the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 slips, a force P is applied in the thickness direction (rotational axis direction), and the rotary tool 50 may be distorted and damaged.
  • a very small crossing angle 70 for example, the forming groove indicated by a dotted line in FIG. 8
  • an object of the present invention is to provide a honeycomb structure extrusion molding metal having a shape in which a rotary tool is not easily damaged when processing a molding groove in which a portion of the molding groove that is not used for extrusion molding is few. It is to obtain a manufacturing method in which the number of processing steps of the mold and the forming groove is reduced. Means for solving the problem
  • the present inventors have found that the rotation tool breakage or the like is caused by setting the angle between the outer edge of the forming groove forming surface and the traveling direction of the rotating tool to 30 ° or more. As a result, the present inventors have found that the problem can be effectively prevented.
  • the molding die of the present invention is a honeycomb structure molding die having a large number of molding grooves for molding a material into a honeycomb structure, and the molding groove forming surface on which the molding grooves are formed.
  • the shape of the outer edge is a polygon having six or more vertices as viewed from the forming groove forming surface, and the outer edge of the forming groove forming surface intersects the forming groove at an angle of 30 ° or more. It is a feature.
  • the method for manufacturing a molding die according to the present invention is a method for manufacturing a honeycomb structure molding die having a large number of molding grooves for molding a material into a honeycomb structure, wherein the molding grooves are formed.
  • the shape of the outer edge of the forming surface is a polygon having six or more vertices as viewed from the forming groove forming surface, and the outer edge of the forming groove forming surface and the forming groove intersect at an angle of 30 ° or more. Then, the forming groove is processed.
  • the processing of a portion of the forming groove that is not used for extrusion molding can be reduced, the number of processing steps can be reduced, and the rotary tool is less likely to be damaged when the forming groove is processed.
  • the processing time of the structure extrusion mold and the manufacturing cost can be greatly reduced.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing an example of a molding die of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a schematic cross-sectional view showing an example of a honeycomb structure perpendicular to a flow path.
  • FIG. 2 (b) is a schematic cross-sectional view showing an example of a honeycomb structure parallel to the flow path.
  • FIG. 3 (a) is a perspective view showing a forming groove processing surface side of a conventional forming die.
  • FIG. 3 (b) is a perspective view showing a supply hole processed surface side of a conventional molding die.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a molding die.
  • FIG. 5 (a) is a schematic diagram for explaining a process of forming a molding groove of a conventional molding die.
  • FIG. 5 (b) is another schematic diagram for explaining a process of forming a molding groove of a conventional molding die.
  • FIG. 5 (c)] is still another schematic diagram for explaining the processing steps of the forming groove of the conventional molding die.
  • FIG. 6 is a perspective view showing another example of a conventional molding die.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a structure in the vicinity of a molding die of a honeycomb structure extrusion apparatus.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the force applied to the rotary tool when machining a forming groove having a very small crossing angle.
  • FIG. 9 (a) is a schematic view showing a conventional mold in which forming grooves are formed.
  • FIG. 9 (b) is a schematic view showing a mold of the present invention in which a forming groove is formed.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining an outer edge of a molding groove forming surface of a molding die.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a mold with a guide groove formed as a preferred embodiment of the present invention.
  • the shape of the outer edge of the forming groove forming surface is a polygon having six or more vertices as viewed from the forming groove forming surface, that is, a hexagonal shape or an octagonal shape (Fig. 1). It is possible to reduce the processing of parts that are not used when extrusion molding is performed, and to reduce the number of processing steps.
  • the shape force of the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 is square when viewed from the forming groove forming surface, and the portion of the forming groove 30 that is not used when the honeycomb formed body is extruded (shown in FIG. 9 (a)). The processing of the slanted portion forming groove) is wasted. On the other hand, as shown in FIG.
  • Figure 9 (b) in the molding die of the present invention having the outer edge 32 of the octagonal molding groove forming surface 31, for example, the molding groove 30 that is not used in extrusion molding is provided. Less ( Figure 9 (b) has a smaller shaded area compared to Figure 9 (a)), and wasteful machining is less.
  • the effect of the present invention is effectively exhibited particularly in the case of a large molding die.
  • the effect of reducing the processing man-hours is significant.
  • the maximum length is more effective if it is 190 mm or more, and more effective if it is 250 mm or more.
  • the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 in the present invention is the forming groove forming surface 31 and the tapered surface.
  • the shape of the outer edge 34 of the tapered surface 33 is preferably substantially similar to the shape of the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 as viewed from the forming groove forming surface. Good.
  • the shape of the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 is further a decagon, a dodecagon, and a polygon having a larger number of vertices, it is not used when the honeycomb formed body of the forming groove 30 is extruded.
  • the force S that can reduce the machining of the part as much as possible, and depending on the part, the crossing angle between the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 and the forming groove 30 becomes small, and the risk of the rotary tool 50 being distorted and damaged increases. . Therefore, in order to prevent the rotary tool 50 from being damaged, the crossing angle between the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 and the forming groove 30 needs to be 30 ° or more.
  • the crossing angle between the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 and the forming groove 30 is large! /,
  • the effect of preventing damage to the rotary tool 50 is so great that the crossing angle is preferably 40 ° or more.
  • the larger the crossing angle is the more the rotary tool 50 that does not cause breakage can reduce the variation in the pitch of the forming groove 30 caused by minute distortions / J.
  • the effect of the present invention is effectively exhibited in the case of a molding die having a width of the molding die 30 of 0.5 mm or less, particularly 0.3 mm or less.
  • the crossing angle refers to the smaller of the two angles between the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 and the center line in the width direction of the forming groove 30.
  • the rotary tool 50 is fed along with the guide groove 34, so that the rotary tool 50 is damaged or the pitch of the forming grooves 30 varies even if the wear is advanced.
  • the forming groove 30 can be formed without any trouble.
  • the guide groove 34 prevents damage to the rotary tool 50 due to wear of the rotary tool 50 and variation in the pitch of the forming groove 30 which is preferably a length force of 3 ⁇ 4 to 30 mm on the plane of FIG.
  • the number of guide grooves formed by one rotary tool 50 is preferably 30 or less.
  • the crossing angle between the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 and the forming groove 30 is 30 ° or more.
  • the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 of the forming die 20 is preferably hexagonal, octagonal or dodecagonal.
  • the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 is a regular octagon or a regular dodecagon, when processing the forming grooves 30 intersecting each other, the first processing to form a plurality of parallel forming grooves 30; Thereafter, the second processing for forming the forming groove 30 intersecting with the previously formed forming groove 30 by rotating the mold material 21 by 90 ° can be performed under the same conditions, which is particularly preferable.
  • the apex of the outer edge 32 of the polygonal shaping groove forming surface 31 may have an R shape or a chamfered surface instead of a perfect corner. If 30 is machined, the crossing angle between them must be 30 ° or more.
  • each side of the polygon may not be a perfect straight line but may be R-shaped or corrugated, but the intersection angle between the side and the forming groove 30 must be 30 ° or more.
  • the shape of the outer shape of the molding die 20, that is, the force in which the shape of the supply hole forming surface 41 is a circle is not limited to a circle. Absent.
  • the outer edge 32 shape of the forming groove forming surface 31 which may be rectangular is octagonal, even if the shape of the supply hole forming surface 41 is octagonal, force, Absent.
  • the material of the mold material 21 is not particularly limited, but alloy tool steel, stainless steel, high-speed tool steel, etc., which are usually used for molds, are preferred because of their workability.
  • the rotary tool 50 used for processing the forming groove 30 is more effective when the disc-shaped grindstone has a thickness of 0.5 mm or less and the thickness is 0.3 mm or less. Furthermore, it is demonstrated.
  • the cutting depth of the rotary tool 50 when machining the forming groove 30 is preferably 1 mm or more, and the preferred feed rate is 5 mm / min or more.
  • Mold 21 consisting of alloy tool steel (JIS G4404) with outer edge 32 of forming groove surface 21 circumscribed by a circle with a diameter of 240 mm and supply hole processing surface 31 of 260 mm X 260 mm Prepared.
  • a supply hole 40 was formed by drilling from a supply hole processed surface 41 of the mold material 21 using a carbide drill having a diameter of 1.1 mm and a tip angle of 140 °.
  • the forming groove 30 was formed on the forming groove processing surface 31 with the rotary tool 50.
  • the rotary tool 50 a circular thin blade grindstone having a thickness of 0.25 mm and a diameter of 100 mm was used.
  • a plurality of forming grooves 30 parallel to one of the outer edges 32 of the forming groove forming surface 31 are formed, and then the mold material 21 is rotated by 90 ° to intersect with the forming grooves 30 formed earlier, and the plurality of parallel forming mutually.
  • the forming groove 30 was formed.
  • the moldings 30 directly connected to each other had a width of 0.26 mm, a depth of 6.5 mm and a pitch of 1.5 mm.
  • Example 2 For molding in the same manner as in Example 1 except that the shape of the outer edge 32 of the molding groove forming surface 31 is changed to a regular dodecagon and the guide groove 34 is formed as shown in FIG. 11 before forming the molding groove 30. Mold 20 was produced. In Example 2, the minimum crossing angle 70 was 30 °. During the process of forming the forming groove 30, the rotary tool 50 was not damaged. Also, no variation in the pitch of the forming groove 30 was confirmed.
  • the shape of the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 has a diameter of 2 as viewed from the forming groove forming surface as shown in FIG.
  • a molding die 20 was produced in the same manner as in Example 2 except that the shape was changed to a circle of 40 mm.
  • Comparative Example 2 first, the forming groove 30 passing through the center of the circular forming groove forming surface 31 is processed, then the forming groove 30 adjacent to the previously processed forming groove 30 is processed, and then the first.
  • the forming groove 30 adjacent to the processed forming groove 30 was repeatedly processed so that the intersection angle 70 between the forming groove 30 and the outer edge 32 of the forming groove forming surface 31 was gradually reduced.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Description

明 細 書
ハニカム構造体成形用金型、及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、ハニカム構造体を押出成形する際に用いる金型、及びその製造方法に 関する。
背景技術
[0002] 排気ガス浄化用フィルタ等に用いられるセラミックハニカム構造体 (以下、「ハニカム 構造体」と略す)は、ハニカム構造体成形用金型 (以下、「成形用金型」と略す)を用い て、セラミック坏土を押出し成形してハニカム成形体とし、その後乾燥及び焼成するこ とで製造する。ハニカム構造体 10は、図 2(a)及び図 2(b)に示すように、多数の流路 3を 形成する多孔質隔壁 2と外周壁 1とからなり、その流路垂直方向断面の形状は通常ほ ぼ円形又は楕円形をしている。
[0003] セラミック坏土を押出してハニカム成形体を成形するための成形用金型 20は、図 3(a )及び図 3(b)に示すように、成形溝加工面 31が突出した形状を有する金型素材 21から なり、金型素材 21の供給孔加工面 41に供給孔 40が形成され、成形溝加工面 31に格 子状の成形溝 30が形成されている。成形用金型 20の供給孔 40は、図 4に示すように 、成形溝交差部 33と重なるように設けられている。供給孔 40より成形用金型 20内に導 入されたセラミック坏土は、成形溝 30でハニカム状に成形されノヽニカム成形体が形成 される。格子状に設けた成形溝 30の交点 33毎にお!/、て成形溝 30と供給孔 40とが連 通している場合や、成形溝 30の各交点 33に対して一つおきの位置において成形溝 3 0と供給孔 40とが連通して!/、る場合（図 4に示す場合）がある。
[0004] 成形用金型 10は、図 5(a)に示す成形溝加工面 31が突出した金型素材 21の供給孔 加工面 41(成形溝加工面 31の反対側の面)に、ドリル加工等により供給孔 40を形成し 、次いで成形溝加工面 31に成形溝 30を形成して製造する。格子状の成形溝 30は、 図 5(b)に示すように、回転工具 50を用いて研削又は切削加工により、平行した複数の 成形溝 30を加工した後に金型素材 21を回転させて、図 5(c)に示すように、先に加工し た成形溝 30と交差する成形溝 30を加工し形成する。 [0005] 従来の成形用金型は、図 3(a)に示すように、成形溝形成面 31の外縁 32の形状が成 形溝形成面視で (以下、単に「成形溝形成面の外縁の形状」と略すこともある)四角形 であり、このまま押出成形に用いる場合もあるし、例えば特開平 11-70510号に記載さ れているように、成形溝形成面 31の外縁 32の形状を図 6に示すように円形に加工して 使用する場合もある。いずれの場合も図 7に示すように、成形用金型 20から押出され たセラミック坏土を、さらにガイドリング 62に通過させることで、流路垂直方向断面の形 状がほぼ円形又は楕円形であるハニカム成形体 11を得ることができる。
[0006] しかしな力 Sら、図 3(a)に示すように、成形溝形成面 31の外縁 32の形状が四角形であ る場合、流路垂直方向断面がほぼ円形又は楕円形のハニカム成形体を押出成形す るために使用しない成形溝 30をも加工することとなり、加工工数の低減に対して障害 となっている。これは、特開平 11-70510号に記載されているように、成形溝形成面 31 の外縁 32の形状が図 3(a)に示すような四角形の成形用金型を加工した後、さらに成 形溝形成面 31の外縁 32の形状を図 6に示すように円形に加工する場合でも当然なが ら同様である。
[0007] 成形溝形成面 31の外縁 32の形状をあらかじめ円形に形成した金型素材 21を用い て成形溝 30を加工することにより、前述のような押出成形に使用しない成形溝 30を加 ェするという無駄を低減することができる。し力、しながら、外縁 32が円形の成形溝形 成面 31に対して行う成形溝 30の加工においては、図 8に示すように成形溝形成面 31 の外縁 32と成形溝 30とが非常に小さな交差角 70を形成する場合が生じる。このように 非常に小さな交差角 70を有する成形溝 30 (例えば、図 8に点線で示す成形溝）の加 ェを開始する際には、回転工具 50の進行に応じて回転工具 50の刃が成形溝形成面 31の外縁 32を滑るため、その厚さ方向 (回転軸方向)へ力 Pが加わり、回転工具 50が 歪んで破損する場合があった。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 従って、本発明の目的は、成形溝のうち押出成形に使用しない部分の加工が少な ぐ成形溝を加工する際に回転工具が破損しにくい形状を有するハニカム構造体押 出成形用金型、及び成形溝の加工工数が低減された製造方法を得ることである。 課題を解決するための手段
[0009] 上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、成形溝形成面の外縁と回転ェ 具の進行方向との角度を 30° 以上にすることで、回転工具の破損等の発生を有効に 防止できることを見出し、本発明に想到した。
[0010] すなわち、本発明の成形用金型は、材料をハニカム構造に成形する多数の成形溝 を有するハニカム構造体成形用金型であって、前記成形溝が形成された成形溝形 成面の外縁の形状が、成形溝形成面視で 6つ以上の頂点を持つ多角形であるととも に、前記成形溝形成面の外縁と前記成形溝とが 30° 以上の角度で交差することを特 徴とする。
[0011] また本発明の成形用金型の製造方法は、材料をハニカム構造に成形する多数の 成形溝を有するハニカム構造体成形用金型製造方法であって、前記成形溝を形成 する成形溝形成面の外縁の形状を、成形溝形成面視で 6つ以上の頂点を持つ多角 形であるとともに、前記成形溝形成面の外縁と前記成形溝とが 30° 以上の角度で交 差するように加工し、ついで前記成形溝を加工することを特徴とする。
発明の効果
[0012] 本発明により、成形溝のうち押出成形に使用しない部分の加工が少なくて済むの で加工工数が低減でき、さらに成形溝を加工する際の回転工具の破損が起こりにく いのでハニカム構造体押出成形用金型の加工時間の短縮及び製造コストの大幅な 低減が達成できる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の成形用金型の一例を示す模式正面図である。
[図 2(a)]ハニカム構造体の一例を流路に垂直に示す模式断面図である。
[図 2(b)]ハニカム構造体の一例を流路に平行に示す模式断面図である。
[図 3(a)]従来の成形用金型の成形溝加工面側を示す斜視図である。
[図 3(b)]従来の成形用金型の供給孔加工面側を示す斜視図である。
[図 4]成形用金型の一例を示す断面図である。
[図 5(a)]従来の成形用金型の成形溝の加工工程を説明する模式図である。
[図 5(b)]従来の成形用金型の成形溝の加工工程を説明する他の模式図である。 [図 5(c)]従来の成形用金型の成形溝の加工工程を説明するさらに他の模式図である
[図 6]従来の成形用金型の他の一例を示す斜視図である。
[図 7]ハニカム構造体押出装置の成形用金型近傍の構造を示す模式断面図である。
[図 8]非常に小さな交差角を有する成形溝を加工する際に回転工具に加わる力を説 明する模式図である。
[図 9(a)]成形溝を形成した従来の金型を示す模式図である。
[図 9(b)]成形溝を形成した本発明の金型を示す模式図である。
[図 10]成形用金型の成形溝形成面の外縁を説明する模式図である。
[図 11]本発明の好ましい形態であるガイド溝形成した状態の金型を示す模式図であ 発明を実施するための最良の形態
[0014] 成形溝形成面の外縁の形状を、成形溝形成面視で 6つ以上の頂点を持つ多角形 、すなわち六角形や八角形（図 1)とすることで、成形溝のうちでハニカム成形体を押 出し成形する際に使用しない部分の加工を減少させることができ、加工工数を低減 すること力 Sできる。例えば成形溝形成面 31の外縁 32の形状力 成形溝形成面視で四 角形の場合は、成形溝 30のうちハニカム成形体を押出し成形する際に使用しない部 分（図 9(a)に示す斜線部の成形溝）の加工が無駄になる。これに対して、図 9(b)に示 すように例えば八角形の成形溝形成面 31の外縁 32を有する本発明の成形用金型で は、押出し成形する際に使用しない成形溝 30が少なく（図 9(a)に比べて図 9(b)は斜線 部が小さい）、無駄な加工が少ない。
[0015] 特に大型の成形用金型の場合に本発明の効果が有効に発揮される。成形溝 30の 最大長さが 150 mm以上の成形用金型の場合に、加工工数の低減効果は顕著に表 れる。前記最大長さは 190 mm以上であるとより効果的であり、 250 mm以上であるとさ らに効果的である。なお、図 10に示すように成形溝形成面 31の外周部にテーパー面 33が付してある場合は、本発明における成形溝形成面 31の外縁 32とは、成形溝形成 面 31とテーパー面 33との交差部をいう。また、この場合、テーパー面 33の外縁 34の形 状は、成形溝形成面視で成形溝形成面 31の外縁 32の形状とほぼ相似であるのが好 ましい。
[0016] 成形溝形成面 31の外縁 32の形状は、さらに十角形、十二角形と頂点の数が多い多 角形であるほど、成形溝 30のうちハニカム成形体を押出し成形する際に使用しない 部分の加工を極力減少させることができる力 S、部位によっては成形溝形成面 31の外 縁 32と前記成形溝 30との交差角が小さくなり、回転工具 50が歪んで破損するおそれ が大きくなる。従って、回転工具 50の破損を防止するためには、成形溝形成面 31の 外縁 32と成形溝 30との交差角は 30° 以上であることが必要である。成形溝形成面 31 の外縁 32と成形溝 30との交差角は大き!/、ほど回転工具 50の破損を防止する効果が 大きいため、前記交差角は 40° 以上であるのが好ましい。また交差角が大きいほど、 破損に至らない程度の回転工具 50が微小な歪みにより生じる成形溝 30のピッチのば らっさを/ J、さくすることあでさる。成形?冓 30の幅が 0.5 mm以下、特に 0.3 mm以下の成 形用金型の場合に本発明の効果が有効に発揮される。なお、上記交差角とは、成形 溝形成面 31の外縁 32と成形溝 30の幅方向中心線とで挟んでなる 2種類の角度の内、 小さい方の角度をいう。
[0017] 摩耗が進んでいない新品の状態に近い回転工具 50ほど、成形溝形成面 31の外縁 32に接触する際のいわゆる食いつきが良いため、回転工具 50が破損したり成形溝 30 のピッチがばらついたりするおそれが低減する。従って、回転工具 50は摩耗が進行し ない状態で早期に新品と交換することが望ましいが、頻繁に交換すると大量の回転 工具 50が必要になり製造コストが上昇する。そのため、図 11に示すように回転工具 50 の摩耗が進行していない状態で、まず成形溝形成面 31の外縁 32にガイド溝 34を、例 えば 10〜30個まとめて形成するのが好ましい。前記ガイド溝 34を形成した後で、前記 ガイド溝 34に合わせて回転工具 50を送ることで、たとえ摩耗が進んだ状態であっても 、回転工具 50が破損したり成形溝 30のピッチがばらついたりすることなく成形溝 30を 形成すること力できる。ガイド溝 34は、図 11の平面上における長さ力 ¾〜30 mmである のが好ましぐ回転工具 50の摩耗による回転工具 50の破損や成形溝 30のピッチのば らっきを防止するためには、 1つの回転工具 50で形成するガイド溝の数は 30以下で あるのが好ましい。
[0018] 成形溝形成面 31の外縁 32と成形溝 30との交差角が 30° 以上であるためには、成 形用金型 20の成形溝形成面 31の外縁 32が六角形、八角形又は十二角形であるの が好ましい。成形溝形成面 31の外縁 32が正八角形又は正十二角形である場合、互 いに交差する成形溝 30を加工する際に、平行な複数の成形溝 30を形成する第一の 加工と、その後に金型素材 21を 90° 回転させて行う先に加工した成形溝 30と交差す る成形溝 30を形成する第二の加工とを同じ条件で行うことができるため、特に好まし い。例えば図 9(b)に示す正八角形の外縁 32を有する成形用金型の場合、 90° 回転 させると元の形状と重なるため、第一の加工プログラムと第二の加工プログラムとを同 じにすること力 Sできる。
[0019] 多角形の成形溝形成面 31の外縁 32の頂点は、完全な角ではなく R形状又は面取り 面を有していても良いが、この R形状又は面取り面となった部分に成形溝 30が加工さ れる場合は、両者のなす交差角は 30° 以上でなければならない。また多角形の各辺 は完全な直線ではなく R形状や波型形状であっても良いが、その辺と成形溝 30との 交差角は 30° 以上でなければならない。
[0020] 図 1では、成形用金型 20の外形の形状、すなわち供給孔形成面 41の形状が円であ る力 この形状は円に限定されずどのような形状であっても力、まわない。例えば図 9(b) に示すように四角形であってもよぐ成形溝形成面 31の外縁 32形状が八角形の場合 は、供給孔形成面 41の形状が八角形であっても力、まわない。金型素材 21の材質は 特に限定はしないが、通常成形用金型に使用される合金工具鋼、ステンレス鋼、高 速度工具鋼等が加工性ゃ耐摩耗性から好ましレ、。ステンレス鋼は難加工性であるた め、成形溝形成面 31の外縁 32と成形溝 30との交差角が小さいと、成形溝 30の加工を 開始する際に回転工具 50に歪が発生しやすいため、本発明の効果をより発揮するこ とができる。成形溝 30の加工に使用される回転工具 50は、厚さが 0.5 mm以下の円盤 状砥石である場合に、本発明の効果がより発揮され、厚さが 0.3 mm以下である場合 に効果がさらに発揮される。成形溝 30を加工する際の回転工具 50の切り込み深さは 1 mm以上であるのが好ましぐ送り速度は 5 mm/min以上であるのが好ましい。
[0021] 本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する力 本発明はこれらに限定され るものではない。
[0022] 実施例 1 (1)供給孔の形成
成形溝加工面 21の外縁 32が直径 240 mmの円に外接する正八角形であり、供給孔 加工面 31が 260 mm X 260 mmの形状を有する合金工具鋼 (JIS G4404)からなる金型 素材 21を準備した。金型素材 21の供給孔加工面 41から、図 4に示すように、直径 1.1 mmで先端角 140° の超硬ドリルを使用してドリル加工により供給孔 40を形成した。
[0023] 成形溝加工面 31に成形溝 30を回転工具 50により加工した。回転工具 50として、厚 さ 0.25 mm及び直径 100 mmの円形薄刃砥石を用いた。まず成形溝形成面 31の外縁 32の一つに平行な複数の成形溝 30を形成した後、金型素材 21を 90° 回転させ先に 形成した成形溝 30と垂直に交わり、互いに平行な複数の成形溝 30を形成した。互い に直ネ亍する成形?冓 30は、幅 0.26 mm、深さ 6.5 mm及びピッチ 1.5 mmであった。以上 のようにして、図 1に示す外縁 32が正八角形の成形溝形成面 31に格子状に交差した 成形溝 30が形成された成形用金型 20を作製した。なお、成形溝 30の加工の過程で、 回転工具 50の破損は発生しなかった。また成形溝 30のピッチのばらつきも確認され なかった。
[0024] 実施例 2
成形溝形成面 31の外縁 32の形状を正十二角形に変更し、成形溝 30を形成する前 に図 11に示すようにガイド溝 34を形成した以外は実施例 1と同様にして成形用金型 2 0を作製した。本実施例 2において、最小の交差角 70は 30° であった。成形溝 30の加 ェの過程で、回転工具 50の破損は発生しなかった。また成形溝 30のピッチのばらつ きも確認されなかった。
[0025] 比較例 1
成形溝形成面 31の外縁 32の形状を、図 3(a)に示すように、成形溝形成面視で一辺 の長さが 240 mmの正四角形に変更した以外は実施例 1と同様にして成形用金型 20 を作製した。比較例 1において、成形溝 30加工の過程で回転工具 50の破損は発生し な力、つたが、比較例 1の成形溝 30の加工時間は、実施例 1の加工時間の 1.14倍多く カ^^った。
[0026] 比較例 2
成形溝形成面 31の外縁 32の形状を、図 6に示すように、成形溝形成面視で直径が 2 40 mmの円形に変更した以外は実施例 2と同様にして成形用金型 20を作製した。比 較例 2においては、まず円形の成形溝形成面 31の中心を通る成形溝 30を加工し、次 に先に加工した成形溝 30に隣接する成形溝 30を加工し、さらに次に先に加工した成 形溝 30に隣接する成形溝 30を加工することを繰返し、成形溝 30と成形溝形成面 31の 外縁 32との交差角 70が次第に小さくなるように加工した。上記加工の結果、前記交差 角 70が 30° より小さい成形溝 30に、ハニカム成形体の押出成形に支障のない程度 の微小なピッチのばらつきが確認された。また交差角 70が 23° 以下の成形溝 30のガ イド溝 34を形成する時に回転工具 50の破損が発生した。

Claims

請求の範囲
[1] 材料をハニカム構造に成形するための格子状の成形溝を有するハニカム構造体成 形用金型であって、前記成形溝が形成された成形溝形成面の外縁の形状が、成形 溝形成面視で 6つ以上の頂点を持つ多角形であるとともに、前記成形溝形成面の外 縁と前記成形溝とが 30° 以上の角度で交差することを特徴とするハニカム構造体成 形用金型。
[2] 材料をハニカム構造に成形する多数の成形溝を有するハニカム構造体成形用金 型製造方法であって、前記成形溝を形成する成形溝形成面の外縁の形状を、成形 溝形成面視で 6つ以上の頂点を持つ多角形であるとともに、前記成形溝形成面の外 縁と前記成形溝とが 30° 以上の角度で交差するように加工し、ついで前記成形溝を 加工することを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
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