【発明の詳細な説明】
コンパクトを成形するための衝撃方法及び機械
発明の分野
本発明は、全体として、粉体金属、セラミックス、サーメット、及び他の同様
のプロセスを施した材料等の粒状物を成形し即ち稠密化し、成形体即ちコンパク
トにするための衝撃−加圧成形方法及び装置に関する。更に詳細には、本発明は
、大きな運動エネルギでダイ内の粒状物を周期的に衝撃し、コンパクトを成形す
ることに関する。
発明の背景
粉体又は粒状物をコンパクトに成形する加圧成形方法及び装置が様々な製品に
使用されている。未焼結コンパクトを成形した後に焼結し、様々な工具製品及び
磁石で使用する。工具産業で使用される粉体及び粒状物の種類には、金属、半金
属、セラミックス、サーメット等が含まれる。従来技術のダイプレス機は、粉体
で充填した成形キャビティ内でパンチダイをプレスし、所望の密度のコンパクト
を成形するのに使用されてきた。次いで、未焼結コンパクトを焼結し、例えば当
該技術分野で周知の最終的な工具を形成する。このような方法で製作される工具
の代表的な種類には、切削挿入体及び研削ホイールが含まれる。「プレス装置」
という標題の米国特許第５，５６６，３７３号には、未焼結コンパクト等の粉体
冶金物品を製造するための加圧成形方法及び装置が開示されている。この特許は
、コンパクトの機械的及び液圧的プレスの背景を提供するのにも役立つ。更に、
「賦形体成形方法」という標題の米国特許第４，１０５，７２９号及び「粒子を
成形して賦形物にするための方法及び装置」という標題の米国特許第４，４５６
，５７４号等で、コンパクトを成形するための方法として振動による方法及び装
置が提案された。米国特許第４，４５６，５７４号では、少なくとも一方の側部
が移動自在の賦形閉鎖体内に緩い粒子を閉じ込め、マスの各粒子及び成形型の少
なくとも一部に少なくとも２５Ｇ乃至５０Ｇ、好ましくは５００Ｇ乃至５０００
Ｇ、又はそれ以上の大きさの加速度を加え、粒子を隣接した粒子に衝突させる力
を各粒子に発生し、均質な融着物品を形成することによって、粒子を成形して賦
形プレフォームにする。加速度は、成形型の内容物の変位の両端で成形型の移動
自在
の部分に、通常は、揺動テーブルとこのテーブルとは異なる位相で揺動するよう
に調整された弱減衰空気圧システムとの問で衝撃を垂直方向に迅速に加えること
によって提供される。この方法は、ダイを動かないように及び振動が起こらない
ように保持した状態でダイパンチの衝撃による運動エネルギのほぼ全てをダイ内
部の粒状物に伝達する本発明とは全く異なる。
「中実材料又は中実材料の粉体への動的加荷重」という標題の米国特許第４，
７７０，８４９号には、適当な支持体内の材料のところで打ち出されたピストン
による衝撃により、中実材料に荷重を動的に加える衝撃方法及び装置が開示され
ている。インピーダンス不整合をもたらす材料本体として作用するパンチをピス
トンと材料との間に挿入する。
従来技術の加圧成形−衝撃法には幾つかの欠点がある。幾つかの方法は、入手
及び作動に費用がかかる非常に大型のプレス機を使用する。更に、これらの方法
は、小さな変形が生じたり密度が非均等になったりし易く、これらは、両方とも
、積層等の欠陥をもたらす。大きな圧力はダイを迅速に摩耗させ、ダイの寿命を
短くする。従って、当該技術分野でこれまで教示されてきたよりも低い圧力を使
用して密度が更に均等な未焼結コンパクトを製造するのが非常に望ましい。
従来、切削工具挿入体の溝及び盛り上がった表面及び角度をなした表面等の「
凹んだ」即ち陰刻型面（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｒｅｌｉｅｆ ｉｍｐｒｅｓｓｉｏ
ｎ ｓｕｒｆａｃｅ）を未焼結コンパクトの表面に形成するため、パンチ面がパ
ンチチップに配置されていた。パンチは、代表的には、カーバイドチップが所定
位置に鑞付けされた鋼製シャンクである。この場合、カーバイドチップを研削又
は電気成形し、研磨し、陰刻型面を形成する。短期間で、安価なプラスチックチ
ップを使用して約１０００個程度の挿入体を製造できる。カーバイドチップの賦
形は、時間がかかり、困難であり、従って費用のかかる方法である。プラスチッ
クチップは、最終的形態への賦形が容易であるが、軟質であるため、従来の即ち
標準的なプレスで必要な大きな荷重が加わる状態では、形態を良好に保持しない
。カーバイドチップは、代表的には、数万個の挿入体の製造に耐えるが、プラス
チックチップは、代表的には、千個以下の製造で摩耗してしまう。従って、従来
の機械及び方法で可能であるよりもプラスチックチップの有用寿命を延ばし、
更に多くの未焼結コンパクトを製造するためにプラスチックチップを長く使用す
るための機械及び方法を提供するのが非常に望ましい。
発明の概要
本発明は、焼結プロセスで使用される未焼結コンパクトの製造で特に有用な緩
い粒状物から中実物品を製造するための方法及び装置を提供する。本方法は、緩
い粒状物のマスをダイセットの部分であるダイのキャビティに装填することによ
って装入体を形成する工程を含む。ダイセットは、少なくとも第１ダイパンチを
更に含む。第１ダイパンチは、キャビティ内で直線的方向で往復動を行うように
制限されるようにキャビティ内で摺動するように作動的に配置されており、その
少なくとも一部がダイとともにキャビティ内に閉鎖容積を画成する。本方法は、
第１ダイパンチをキャビティ内の装入体に予負荷する工程、及び衝撃力の減衰が
実質的に起こらないようにダイを固定状態に保持した状態で、第１ダイパンチに
直線的方向に沿って周期的往復動衝撃力を加える工程を更に含む。
本方法は、更に、緩い粒状物のマスを、第１ダイパンチと、キャビティ内で直
線的方向で往復動を行うように制限されるようにキャビティ内で摺動するように
作動的に配置された第２ダイパンチとの間でキャビティに装填する工程と、第２
ダイパンチをキャビティ内の装入体に予負荷する工程と、第１周期的往復動衝撃
力を第１ダイパンチに加えると同時に、衝撃力の減衰が起こらないようにダイを
固定状態に保持した状態で、第２ダイパンチに直線的方向に沿って第２周期的往
復動衝撃力を加える工程とを含む。第１及び第２の周期的往復動衝撃力は実質的
に等しく、同期して又は実質的に非同期で加えることができる。本方法は、更に
、第１及び第２の往復動ラムを使用し、衝突により第１及び第２のダイパンチに
運動エネルギを加え、第１及び第２の周期的往復動衝撃力の夫々を加える工程を
含む。本方法は、数秒以下の期間に亘って往復動衝撃力を加える工程を更に有す
る。
本発明の更に特定的な実施例は、最大１秒間に亘って毎秒約３０サイクルの振
動数で往復動衝撃力を加える工程を有する。
本装置は、貫通キャビティを備えたダイ及びキャビティ内で摺動するように作
動的に配置できるように装置に取り付けられた少なくとも第１ダイパンチ持つダ
イセットを含む。第１ダイパンチは、粒状物装入体を受け入れるための閉鎖容積
を、少なくとも部分的にダイとともにキャビティ内に画成する。第１ダイパンチ
をキャビティ内での直線的往復動に制限するための動作制限手段が設けられてい
る。第１ダイパンチを装入体に対して予負荷するために第１予負荷手段が使用さ
れ、衝撃プロセス中にダイを固定状態に保持するために固定手段が使用される。
第１周期的往復動衝撃力を第１ダイパンチに加えるため、第１動力手段が使用さ
れる。
本装置の更に詳細な実施例は、第２ダイパンチを含む。この第２ダイパンチは
、第１及び第２のダイパンチがダイとともに閉鎖容積を画成し、第１及び第２の
ダイパンチをキャビティ内での直線的往復動に制限するように作動できる動作制
限手段を提供するように、第２ダイパンチをキャビティ内で摺動するように装置
に作動的に配置できるように本装置に取り付けられている。この実施例は、第２
ダイパンチを装入体に対して予負荷するための第２予負荷手段及び第２周期的往
復動衝撃力を第２ダイパンチに加えるための第２動力手段とを含む。
第１及び第２の動力手段は、流体動力式装置であってもよく、更に詳細には、
空気圧アクチュエータ（例えば空気ハンマー）である。電動式装置（例えば「ボ
イスコイル」アクチュエータとして周知の装置を含む電気機械的リニアアクチュ
エータ）を本発明の動力手段に使用することもできる。好ましくは、制御手段を
使用して第１及び第２の動力手段を非同期で又は同期して作動できる。
利点
本発明は、従来技術におけるよりも密度が更に均等なコンパクトを提供し、加
工時間が短く、小型で安価な機械を提供するため、従来技術よりも有利である。
別の利点は、本発明は、縁部に沿って形成されるばりがほとんどなく、及びかく
して機械加工又は仕上げをほとんど必要としない未衝突コンパクトを製造できる
ということである。本発明に従って製造された未衝突コンパクトは、従来技術の
方法及び機械を使用して製造されたコンパクトよりも強度が高く、及び従って、
これに続いて行われる取り扱い中に欠けや割れが起こり難い。これは費用の観点
から有利である。これは、本発明のスクラップ発生率が低いためである。
本発明は、加圧成形後の跳ね戻りが小さい未焼結コンパクトを提供し、かくし
て未焼結コンパクトをダイから損傷なく及び低いスクラップ発生率で更に容易に
取り外すことができ即ち取り出すことができるため、従来技術よりも有利である
。
このように密度が更に均等であるため、本発明の未焼結コンパクトから歪みが
ほとんどない焼結製品を製造できるという利点が得られる。本発明の別の利点は
、従来技術よりも深く且つ良好なチップ破砕溝及び他の表面特徴を備えた切削工
具挿入体用未焼結コンパクトを製造できるということである。
本発明の別の利点は、プラスチックチップを、更に高価なチップ（例えばカー
バイドチップ）の代わりに多く使用できるということである。本発明は、プラス
チック製のものを含む全てのパンチ面及び成形型の寿命を大幅に延ばす。このよ
うに寿命を延ばすことにより、プラスチックパンチ面を全ての製造に使用できる
。これにより、おそらくは有用寿命が１０倍程度になる（例えば、現在可能であ
るように約１０００個からの挿入体を形成するプラスチックパンチ面から約１０
０００個の挿入体を形成できる）。本発明は、多くの用途について高価であり且
つ時間のかかるカーバイド面に代わることができ、かくして、工具の費用を全体
として節約する。
図面の簡単な説明
第１図は、本発明の第１の例示の実施例による電気機械的衝撃装置を使用した
加圧成形機の概略図であり、
第１Ａ図は、第１図の加圧成形機で使用されたダイセットの拡大図であり、
第１Ｂ図は、第１図の加圧成形機で使用された電気機械的衝撃装置の拡大図で
あり、
第２図は、本発明に従って製造された切削工具挿入体用未焼結コンパクトの斜
視図であり、
第２Ａ図は、第２図の２Ａ−２Ａ線に沿った挿入体の断面図であり、
第２Ｂ図は、第１図の加圧成形機で使用された変形例のプラスチックチップダ
イパンチの斜視図であり、
第３図は、本発明の第２の例示の実施例による空気ハンマー衝撃装置を使用し
た加圧成形機の概略図であり、
第３Ａ図は、第３図の加圧成形機で使用される研削ホイールダイセットの拡大
図であり、
第３Ｂ図は、本発明に従って第３図の装置で製造された研削ホイール用未焼結
コンパクトの斜視図である。
発明の詳細な説明
第１図、第１Ａ図、及び第１Ｂ図には、少なくとも一つの第１衝撃装置即ち上
衝撃装置１０を持つ加圧成形機５が示してある。この加圧成形機５は、その機械
フレーム２４のコラム２３に固定的に取り付けられたダイ固定横部材２２に取り
付けられたダイセット２０を含む。上衝撃装置１０は、本発明の衝撃プロセスで
コンパクトを成形するのに使用できる装置の一実施例である。ダイセット２０は
、固定横部材２２に固定的に取り付けられたダイ２６を有し、加圧成形されるべ
き粒状物のマスの装入体３０を受け入れて収容するための閉鎖容積２９をダイと
ともに少なくとも部分的に画成するように、少なくとも一つの上ダイパンチ２８
がダイの直線状キャビティ３４内で摺動するように作動的に配置されている。ダ
イ２６は、滑らかな直線状内壁３２を有し、この内壁は、キャビティ３４を部分
的に取り囲み、ダイセット２０内に閉鎖容積２９を部分的に形成する。滑らかな
直線状内壁３２及びこの内壁と同じ形態の直線状キャビティ３４は、上ダイパン
チがキャビティ３４内で機械軸線３６に沿って直線的往復動方向Ａに直線的に往
復動するように制限するための動作制限手段を提供する。ダイ固定横部材２２は
、衝撃プロセス中にダイ２６を固定状態に保持するための固定手段を提供する。
上横部材４２に取り付けられており且つコラム２３によって支持された空気圧
式上予負荷アクチュエータ４０が、上ダイパンチ２８をマス即ち装入体３０に対
して予負荷するための上予負荷手段を提供する。上予負荷アクチュエータ４０は
、シリンダ４３、及び摺動自在の上横部材４６に上サブフレーム４８によって連
結された伸長自在のアクチュエータロッド４４を有する。上ダイパンチ２８は、
装入体３０と接触するパンチ面４９を下端に備えたシャンク５０を含む。このシ
ャンク５０は、摺動自在の上横部材４６の孔５４を通って摺動するように作動的
に配置されており、孔を越えて延びるその上端に肩部を備えたヘッド５６を有す
る。摺動自在の上横部材４６は、肩部を備えたヘッド５６を覆うカバー５８を有
し、このカバーと摺動自在の横部材の上面５９との間に隙間Ｃをおいてヘッドを
捕捉する。これにより、シャンク５０は孔５４内で或る程度軸線方向に移動でき
る。
摺動自在の上横部材４６は、そのカバー５８を肩部を備えたヘッド５６に当接で
き、及びかくしてダイパンチ２８を装入体３０に対して予負荷できるように、コ
ラム２３に沿って摺動するように作動的に配置されている。
上ダイパンチ２８に周期的往復動衝撃力を加えるための上動力手段が、上サブ
フレーム４８に取り付けられた電気機械的上衝撃アクチュエータ６０の形態で示
してある。図示の衝撃アクチュエータ６０は、「ボイスコイル」アクチュエータ
と呼ばれることが多い種類の装置であり、代表的には、非鉄ベース６４に巻いた
コイル６２及びフィールド−コアアッセンブリ６６を含む。コイル６２は、フィ
ールドとコアとの間の隙間６７内に配置されており、コイルが力ベクトルに沿っ
て移動できるように機械的に拘束されている。コイルに電流を流すと、力が発生
する。方向Ａ及び振幅は、電流の大きさ及び方向で決まる。ボイスコイルは、最
も一般的には音響用スピーカーで使用され、従ってボイスコイルのこの特定の用
途は独特である。ＢＥＩセンサ＆システムズ社のキムコマグネティックス社が、
ボイスコイル装置を商業的に供給している。本発明で特定的に使用できる一つの
アクチュエータは、「磁束集中交互配置磁気回路を使用する移動コイル型アクチ
ュエータ」という標題の米国特許第５，３４５，２０６号に開示されている。圧
電装置や電磁リニアアクチュエータ等の他の種類の電動駆動装置を本発明の動力
手段として使用してもよい。
コイル６２には短いバー６８が取り付けられており、これらは一緒になって往
復動ラム６９として役立つ。カバー５８の中央には、カバー孔７０が機械軸線３
６に沿って設けられており、これによりバー６８をカバーに通して肩部を備えた
ヘッド５６に当てることによって、上衝撃アクチュエータ６０が発生した運動エ
ネルギを上ダイパンチ２８にラム６９の周期的往復動及び衝撃力で伝達できる。
衝撃力を使用し、ほぼ全ての運動エネルギを周期的往復動によって装入体３０に
加え、マスを加圧成形し、最終的なコンパクトを最大でもほんの数秒で成形する
。固定手段即ち固定横部材２２がダイ２６を動かないように保持し、衝撃力が実
質的に全く減衰しないようにし、ダイセットの望ましからぬ振動を阻止し、ほぼ
全ての運動エネルギを装入体３０に加える。
加圧成形力が上衝撃アクチュエータ６０から及ぼされるため、上予負荷アクチ
ュエータ４０からの力はほとんど必要とされない。装入体３０のマスの加圧成形
が周期的往復動によって加えられる衝撃力の作用で行われるため、上予負荷アク
チュエータ４０は、摺動自在の上横部材４６及び上サブフレーム４８をダイ２６
に押し付けることによって、上ダイパンチ２８を装入体３０に対して連続的に保
持する。換言すると、上予負荷アクチュエータは、上ダイパンチ２８を装入体３
０に対して保持しダイセットが離れないようにするのに役立つに過ぎない。
本発明の好ましい実施例は、上衝撃装置１０及び実質的に同様の第２下衝撃装
置１１０を持つ加圧成形機５である。ダイセット２０は、好ましくは、上ダイパ
ンチ２８とは反対方向にキャビティ３４内で摺動するように作動的に配置された
下ダイパンチ１２８を有し、下ダイパンチ１２８、上ダイパンチ２８、及びダイ
２６が閉鎖容積２９を画成する。滑らかな直線状内壁３２及びこの内壁と同じ形
態の直線状キャビティ３４は、更に、下ダイパンチ１２８をキャビティ３４内で
直線的に往復動するように制限するための動作制限手段を提供する。
加圧成形機５の機械ベース１４２に取り付けられた空気圧式下予負荷アクチュ
エータ１４０が、下ダイパンチ１２８をマス即ち装入体３０に対して予負荷する
ための第２予負荷手段を提供する。コラム２３は機械ベース１４２から上方に延
びている。下予負荷アクチュエータ１４０は、シリンダ１４３、及び摺動自在の
下横部材１４６に下サブフレーム４８によって連結された伸長自在のアクチュエ
ータロッド１４４を有する。下ダイパンチ１２８は、装入体３０と接触する第２
パンチ面１４９を上端に備えたシャンク１５０を含む。このシャンク１５０は、
摺動自在の下横部材１４６の孔１５４を通って摺動するように作動的に配置され
ており、孔を越えて延びるその下端に肩部を備えたヘッド１５６を有する。摺動
自在の下横部材１４６は、肩部を備えたヘッド１５６を覆うカバー１５８を有し
、このカバーと摺動自在の横部材の下面１５９との間に隙間Ｃをおいてヘッドを
捕捉する。これにより、シャンク１５０は孔１５４内で或る程度軸線方向に移動
できる。摺動自在の下横部材１４６は、そのカバー１５８を肩部を備えたヘッド
１５６に当接でき、及びかくしてダイパンチ１２８を装入体３０に対して予負荷
できるように、コラム２３に沿って摺動するように作動的に配置されている。下
予負荷アクチュエータ又は上予負荷アクチュエータは、未焼結コンパクトの取り
出
しにも使用できる。本発明は、取り出しが容易であり且つ空気圧式アクチュエー
タで必要とされる出力が小さく、これにより取り出し工程を改善し、スクラップ
発生率が低い未焼結コンパクトを提供する。
下ダイパンチ１２８に第２周期的往復動衝撃力を同時に加えるための第２動力
手段が、下サブフレーム１４８に取り付けられた下直線的アクチュエータ１６０
の形態で示してある。上下の衝撃アクチュエータ６０及び１６０によって夫々例
示される第１及び第２の動力手段は、好ましくは、電子式制御装置４００によっ
て制御される。この電子式制御装置は、これらの動力手段が装入体３０に運動エ
ネルギを、実質的に等しい衝撃力で、非同期で又は実質的に同期してのいずれか
で加えることができるように、これらの動力手段を制御できる。
第２図及び第２Ａ図には、本発明の技術分野で代表的な、米国特許第５，５８
４，６１６号に開示されているのと実質的に同様の、切削工具挿入体用未焼結コ
ンパクト２００が示してある。未焼結コンパクト２００及びその対応する挿入体
の表面には、チップの破砕に使用される深さＤを持つチップ溝２０４を含む様々
な特徴が設けられている。チップ溝２０４は、コンパクト２００の側部２０６か
ら下方に傾斜した一対の切削面２０５と、これらの切削面の夫々一つから上方に
傾斜したチップブレーカー面２０７との間に形成される。本発明は、表面にこの
ような複雑な特徴を形成した未焼結コンパクト及び切削工具挿入体を形成するた
めの良好な装置及び方法を提供する。切削工具挿入体は、未焼結コンパクトを焼
結することによって形成され、第２図に示す未焼結コンパクト２００と実質的に
同じ外観を呈する。第２Ｂ図は、本発明の別の更に特定の実施例を示す。プラス
チックパンチ面４９を持つプラスチックチップ２０８が、装入体３０と接触する
金属製シャンク５０の端部に配置されている。プラスチックパンチ面４９は、未
焼結コンパクト２００のチップ溝２０４の表面の特徴と対応する盛り上がった部
分２０９を含む。プラスチックチップ及びパンチ面を使用することにより上文中
に説明した多くの経済的利点を提供する。
本発明の開発がなされた別の種類の未焼結コンパクトは、第３Ｂ図に示すよう
な、ボア３０２を持つ研削ホイール未焼結コンパクト３００である。研削ホイー
ル未焼結コンパクト３００は、研削ホイールダイセット２１０を持つ第３図及び
第３Ａ図に示す加圧成形機５を使用して本発明に従って製造できる。第３図及び
第３Ａ図は、動力手段として流体動力式駆動装置を持つ、詳細には、上下の環状
ダイパンチ１８８及び１９０の夫々に周期的往復動衝撃力を同時に加えるための
上下の空気ハンマー６１及び１６１の形態の空気圧式の上下の動力手段を持つ、
本発明の一実施例を示す。好ましくは、上下の空気ハンマー６１及び１６１がほ
ぼ等しい非同期の又は実質的に同期した衝撃力で運動エネルギを装入体３０に加
えるようにこれらの空気ハンマーの作動を空気圧制御装置４１０を使用して制御
する。
研削ホイール未焼結コンパクト３００は、研削ホイールダイセット２１０の環
状ダイ２２６内の円筒形形状のキャビティ３４内で成形される。上下の環状ダイ
パンチ１８８及び1９０、及び装入体３０は、研削ホイールダイセット２１０の
中央ポスト２２８を中心として配置される。中央ポスト２２８は、研削ホイール
未焼結コンパクト３００のボア３０２の形成に使用される。平らで環状の上下の
ストッププレート２３２Ｕ及び２３２Ｌの夫々を上下の環状ダイパンチ１８８及
び１９０上にこれらと接触した状態で配置する。上下の空気ハンマー６１、１６
１は、空気圧シリンダ２２０及び空気圧ラム２２２を各々有する。上下のパンチ
工具２３６及び２３８は、工具シャンク２４０及びダイセット２１０から遠ざか
るシャンクの一端に設けられた肩部を備えた工具ヘッド２４２を各々有する。摺
動自在の上下の横部材４６及び１４６は、工具ヘッド２４２と夫々係合し、これ
らの工具ヘッドは、上下のストッププレート２３２Ｕ及び２３２Ｌと夫々係合し
、上下の環状ダイパンチ１８８及び１９０を装入体３０に対して予負荷する。中
央ポスト２２８を中心に位置決めするため、環状ゴムパッド２５０が上下のスト
ッププレート２３２Ｕ及び２３２Ｌの夫々の円筒形中央凹所２５２内に配置され
ている。空気ハンマー６１及び１６１を作動すると、各空気圧ラム２２２が工具
シャンク２４０に衝撃を加え、空気ハンマーが発生した運動エネルギを装入体３
０に伝達する。
第１図、第１Ａ図、及び第１Ｂ図に示す加圧成形機５で使用された固定横部材
２２は、第３図及び第３Ａ図に示す研削ホイールダイセット２１０についての加
圧成形機５では使用されない。研削ホイールダイセット２１０及び装入体３０の
質量及び慣性は、上予負荷アクチュエータ４０及び下予負荷アクチュエータ１４
０を使用する上下の予負荷手段が提供する予負荷力とともに、衝撃力の減衰が実
質的に起こらないように、ダイセットの望ましからぬ振動が起こらないように、
及びほぼ全ての運動エネルギが装入体３０に加えられるように環状ダイ２２６を
固定状態に保持する固定手段を提供する。この固定手段は、装入体３０に衝撃力
で運動エネルギを加えることによって高められる。これらの衝撃力は、実質的に
等しく且つ同期しており、或いはダイセットの望ましからぬ振動を阻止し且つほ
ぼ全ての運動エネルギを装入体３０に加えるのに十分同期している。
環状ダイ２２６内への装入体３０の装填中、環状ダイは、装入体３０を圧縮す
る際の衝撃中に下環状ダイパンチ１９０が軸線３６に沿って移動する距離（ほぼ
スペーサ２４３の厚さ）だけ下環状ダイパンチ１９０が環状ダイ２２６の底部の
外に突出できるように、下ストッププレート２３２Ｌからスペーサ２４３（第３
Ａ図に破線で示す）によって上に離された状態に保持される。中央ポスト２２８
を下環状ダイパンチ１９０に挿入した後、装入体３０を装填し、次いで上環状ダ
イパンチ１８８を環状ダイ２２６の頂部に挿入する。上環状ダイパンチ１８８も
また、衝撃中にこの上環状ダイパンチが軸線３６に沿って移動する距離だけ環状
ダイ２２６の外に突出するように設定される。上ストッププレート２３２Ｕを上
環状ダイパンチ１８８に置いた後、研削ホイールダイセット２１０のアッセンブ
リを第３Ａ図に示すように所定位置に設定されたゴムパッド２５０とともに上下
のパンチ工具２３６及び２３８の夫々の間で加圧成形機５内に位置決めする。こ
の作業は手作業で行ってもよいし自動的に行ってもよい。
上下のパンチ工具２３６及び２３８の夫々によって、上下のストッププレート
２３２Ｕ及び２３２Ｌの夫々に予負荷を加える。この予負荷は、好ましくは、静
圧だけを使用して装入体３０を所望の又は所定の密度まで加圧成形するのに必要
な負荷の２％乃至１０％の値に設定される。ひとたび予負荷に達した後、スペー
サ２４３を取り外す。装入体に加えられた予負荷により、環状ダイ２２６は、そ
の内側面に作用する圧力及び摩擦によって下環状ダイパンチ１９０の周りから下
に落下しないようにされている。衝撃中、装入体３０と環状ダイ２２６との間の
摩擦により、同期モード又は非同期モードの両方についての衝撃プロセスにより
環状ダイが上下いずれかに移動しないようにする。衝撃後、予負荷を解放し、研
削ホイール末焼結コンパクト３００の取り出し又は取り外しを行うために研削ホ
イールダイセット２１０を加圧成形機５から取り外す。明らかに、大型のコンパ
クトについての焼結時間は小型のコンパクトに要するよりも長い。
本発明で考えられている他の種類の動力手段には、液圧動力式駆動装置、機械
リンク又はカムに動力を提供し、機械リンク又はカムが周期的往復動及び衝撃力
を提供するようにする電動モータ、及び電気振動回路によって賦勢される圧電結
晶スタックが含まれるがこれらに限定されない。
切削工具挿入体又は研削ホイール用の未焼結コンパクト等のコンパクトは、本
発明の方法に従って以下に説明するように製造できる。この方法は、緩い粒状物
のマスをダイセットのダイのキャビティに装填することによって装入体を形成す
る工程を含む。ダイセットは、少なくとも第１ダイパンチを含み、好ましくは、
これと向き合った第２ダイパンチを含む。これらのダイパンチは、キャビティ内
で摺動するように作動的に配置されており、及びかくして直線的方向での往復動
に制限される。ダイパンチは、ダイとともに、装入体を保持するキャビティ内に
閉鎖容積を画成する。向き合ったダイパンチはキャビティ内の装入体に対して予
負荷されており、衝撃力の減衰が実質的に起こらないようにダイが固定状態に保
持された状態で、第１及び第２の周期的往復動衝撃力が直線的方向に沿って第１
及び第２のダイパンチの夫々に同時に加えられる。
本方法は、場合によっては、一つのダイパンチだけで、周期的往復動衝撃力を
単一のダイパンチに１回加えることによって実施できるが、上文中に説明したよ
うに、好ましい方法は第１及び第２の周期的往復動衝撃力を使用し、第１及び第
２の周期的往復動衝撃力が実質的に同じであり、互いに関して非同期で又は同期
して同時に加えることができるように、向き合った第１及び第２のダイパンチの
夫々に衝撃を同時に加える。更に、この方法は、第１及び第２の往復動衝撃力の
夫々を加えるために衝突によって第１及び第２のダイパンチに運動エネルギを加
えるのに第１及び第２の往復動ラムを使用する。更に、この方法は、数秒以下の
程度の期間に亘って往復動衝撃力を加える工程を更に有する。このように短期間
であるため、本発明の価値は、従来技術に関してかなり高い。小型の研削ホイー
ル及び工具挿入体を製造するためには、最大１秒間に亘って毎秒約３０サイクル
の振動数で往復動衝撃力を加えるのがよいということがわかっている。第２図及
び第２Ａ図に示す未焼結コンパクト２００は、第３Ａ図の中央ポスト２２８と関
連して図示し且つ説明したのと同様の中央ポスト及びポスト支持技術を使用する
ことによって、米国特許第５，５８４，６１６号の挿入体と同様の中央孔を形成
できるということがわかる。
本発明を好ましい実施例と関連して示したが、本発明をそのように限定しよう
とするものではない。むしろ、本発明は、添付の請求の範囲の範囲内の全ての設
計及び変更を含む。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Impact method and machine for molding a compact Field of the invention The present invention generally relates to an impact-pressure forming method for forming or densifying particulates, such as powdered metals, ceramics, cermets, and other similarly processed materials, into compacts or compacts. And an apparatus. More particularly, the present invention relates to periodically bombarding particulates in a die with high kinetic energy to form a compact. Background of the Invention 2. Description of the Related Art Press molding methods and apparatuses for compactly molding powder or granules are used for various products. The green compact is molded and then sintered and used in various tooling products and magnets. Types of powders and particulates used in the tool industry include metals, metalloids, ceramics, cermets, and the like. Prior art die presses have been used to press a punch die in a molding cavity filled with powder to form a compact of a desired density. The green compact is then sintered, for example, to form the final tool well known in the art. Representative types of tools made in such a manner include cutting inserts and grinding wheels. U.S. Pat. No. 5,566,373, entitled "Press Apparatus", discloses a press forming method and apparatus for producing powder metallurgical articles such as green compacts. This patent also serves to provide a background for compact mechanical and hydraulic presses. Further, U.S. Pat. No. 4,105,729 entitled "Method of shaping shaped articles" and U.S. Pat. No. 4,456,574 entitled "Method and apparatus for shaping particles into shaped articles". For example, a method and apparatus using vibration have been proposed as a method for molding a compact. In U.S. Pat. No. 4,456,574, at least one side encloses loose particles in a movable shaping closure, with each particle of the mass and at least a portion of the mold at least 25G to 50G, preferably 500G. By applying an acceleration of magnitude of ~ 5000 G or more to each particle to generate a force that causes the particles to collide with adjacent particles and form a homogeneous fused article, the particles are shaped and shaped. Form. The acceleration is applied to the movable part of the mold at both ends of the displacement of the contents of the mold, usually by means of a rocking table and a weakly damped pneumatic system adjusted to rock in a phase different from this table. Provided by quickly applying a shock in the vertical direction. This method is completely different from the present invention, in which substantially all of the kinetic energy due to the impact of the die punch is transferred to the particles inside the die while holding the die still and without vibration. U.S. Pat. No. 4,770,849, entitled "Dynamic Loading of Solid Materials or Powders of Solid Materials," discloses that a shock caused by a piston launched at a material in a suitable support provides An impact method and apparatus for dynamically applying a load to a real material is disclosed. A punch is inserted between the piston and the material, which acts as a body of material that causes an impedance mismatch. The prior art compression-impact method has several disadvantages. Some methods use very large presses, which are expensive to obtain and operate. In addition, these methods are prone to small deformations and non-uniform densities, both of which result in defects such as stacking. The high pressure causes the die to wear quickly and shortens the life of the die. Accordingly, it is highly desirable to produce green compacts of more uniform density using lower pressures than previously taught in the art. Conventionally, punch surfaces are used to form "recessed" or negative relief surfaces, such as grooves and raised and angled surfaces of a cutting tool insert, on the surface of a green compact. It was placed on a punch chip. The punch is typically a steel shank with carbide tips brazed in place. In this case, the carbide chip is ground or electroformed and polished to form a negative mold surface. In a short time, about 1000 inserts can be manufactured using inexpensive plastic chips. Shaping carbide chips is a time-consuming, difficult and therefore costly process. Plastic chips are easy to shape into their final form, but because they are soft, they do not retain their shape well under the high loads required by conventional or standard presses. While carbide tips typically withstand the production of tens of thousands of inserts, plastic chips typically wear out with less than a thousand production. Accordingly, it would be highly desirable to provide a machine and method for extending the useful life of plastic chips more than is possible with conventional machines and methods, and for extending the use of plastic chips to produce more green compacts. Desirable. Summary of the Invention The present invention provides a method and apparatus for producing solid articles from loose granules that are particularly useful in producing green compacts used in sintering processes. The method includes forming a charge by loading a loose particulate mass into a die cavity that is part of a die set. The die set further includes at least a first die punch. The first die punch is operatively arranged to slide within the cavity so as to be constrained to reciprocate in a linear direction within the cavity, at least a portion of which is closed with the die in the cavity. Define the volume. The method includes the steps of preloading a first die punch into a charge in a cavity, and holding the die in a fixed state so that the impact force does not substantially attenuate. And applying a periodic reciprocating impact force along The method is further operatively arranged to slide the loose particulate mass within the cavity with the first die punch and constrained to reciprocate in a linear direction within the cavity. Loading the cavity with the second die punch, preloading the second die punch into the charge in the cavity, applying the first periodic reciprocating impact force to the first die punch, And applying a second periodic reciprocating impact force to the second die punch in a linear direction while holding the die in a fixed state so that the damping does not occur. The first and second periodic reciprocating impact forces are substantially equal and can be applied synchronously or substantially asynchronously. The method further uses the first and second reciprocating rams to apply kinetic energy to the first and second die punches by impact and to apply the first and second periodic reciprocating impact forces, respectively. Process. The method further comprises applying a reciprocating impact force for a period of a few seconds or less. A more specific embodiment of the present invention comprises applying a reciprocating impact at a frequency of about 30 cycles per second for up to one second. The apparatus includes a die having a through cavity and a die set having at least a first die punch attached to the apparatus so that the die can be operatively positioned to slide within the cavity. The first die punch defines a closed volume for receiving the particulate charge at least partially with the die in the cavity. Operation restricting means is provided for restricting the first die punch to linear reciprocation in the cavity. First preload means are used to preload the first die punch against the charge, and fixing means are used to hold the die fixed during the impact process. A first power means is used to apply a first periodic reciprocating impact force to the first die punch. A more detailed embodiment of the apparatus includes a second die punch. The second die punch includes a movement limiting means operable to limit the first and second die punches to linear reciprocation within the cavity, the first and second die punches defining a closed volume with the die. As provided, a second die punch is mounted on the device such that it can be operatively positioned on the device to slide within the cavity. This embodiment includes a second preload means for preloading the second die punch onto the charge and a second power means for applying a second periodic reciprocating impact force to the second die punch. The first and second power means may be fluid powered devices, and more particularly, pneumatic actuators (eg, pneumatic hammers). Motorized devices (eg, electromechanical linear actuators, including devices known as "voice coil" actuators) can also be used for the power means of the present invention. Preferably, the control means can be used to operate the first and second power means asynchronously or synchronously. advantage The present invention is advantageous over the prior art because it provides a compact with a more uniform density than in the prior art, provides a shorter working time, and provides a smaller and less expensive machine. Another advantage is that the present invention can produce an impactless compact with little burrs formed along the edges and thus requires little machining or finishing. Non-collision compacts made in accordance with the present invention are stronger than compacts made using prior art methods and machines, and are therefore less prone to chipping and cracking during subsequent handling. This is advantageous from a cost standpoint. This is because the scrap generation rate of the present invention is low. The present invention provides an unsintered compact with low rebound after pressing, thus allowing the unsintered compact to be more easily removed or removed from the die without damage and with a low scrap rate. Advantageous over the prior art. This more uniform density offers the advantage of producing a sintered product with little distortion from the green compact of the present invention. Another advantage of the present invention is that green compacts for cutting tool inserts can be manufactured with deeper and better chip breaking grooves and other surface features than the prior art. Another advantage of the present invention is that many plastic chips can be used instead of more expensive chips (eg, carbide chips). The present invention greatly extends the life of all punch surfaces and molds, including those made of plastic. By extending the life in this way, the plastic punch surface can be used for all manufacturing. This will probably increase the useful life by a factor of 10 (e.g., about 10 000 inserts can be formed from a plastic punched surface forming inserts from about 1000 as is currently possible). The present invention can replace expensive and time consuming carbide surfaces for many applications, thus saving tooling costs overall. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a schematic view of a press forming machine using an electromechanical impact device according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 1A is used in the press forming machine of FIG. FIG. 1B is an enlarged view of an electromechanical impact device used in the press forming machine of FIG. 1, and FIG. 2 is a cutting tool manufactured according to the present invention. FIG. 2A is a perspective view of a green compact for an insert, FIG. 2A is a cross-sectional view of the insert taken along line 2A-2A in FIG. 2, and FIG. 2B is a press forming machine in FIG. FIG. 3 is a perspective view of a modified plastic chip die punch used in FIG. 3, FIG. 3 is a schematic view of a pressure molding machine using an air hammer impact device according to a second exemplary embodiment of the present invention, FIG. 3A is an enlarged view of a grinding wheel die set used in the press forming machine of FIG. Figure is a perspective view of a third green compact for grinding wheel produced by the apparatus of Figure in accordance with the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1, 1A and 1B show a press forming machine 5 having at least one first or upper impact device 10. The press forming machine 5 includes a die set 20 attached to a die fixing lateral member 22 fixedly attached to a column 23 of a machine frame 24 thereof. The upper impact device 10 is one embodiment of an apparatus that can be used to form a compact in the impact process of the present invention. The die set 20 has a die 26 fixedly attached to the fixed cross member 22 and, together with the die, a closed volume 29 for receiving and containing a mass 30 of the particulate mass to be pressed. At least one upper die punch 28 is operatively arranged to slide within the linear cavity 34 of the die to at least partially define. The die 26 has a smooth straight inner wall 32 which partially surrounds the cavity 34 and partially forms a closed volume 29 in the die set 20. The smooth linear inner wall 32 and the linear cavity 34 of the same configuration as the inner wall limit the upper die punch to reciprocate linearly in the linear reciprocating direction A along the machine axis 36 in the cavity 34. Is provided. The die securing cross member 22 provides a securing means for holding the die 26 stationary during the impact process. A pneumatic upper preload actuator 40 mounted on the upper cross member 42 and supported by the column 23 provides an upper preload means for preloading the upper die punch 28 against the mass or charge 30. . The upper preload actuator 40 has a cylinder 43 and an extendable actuator rod 44 connected to a slidable upper transverse member 46 by an upper subframe 48. The upper die punch 28 includes a shank 50 having a punch surface 49 at the lower end for contacting the charging body 30. The shank 50 is operatively positioned to slide through a hole 54 in the slidable upper cross member 46 and has a head 56 with a shoulder at its upper end extending beyond the hole. The slidable upper transverse member 46 has a cover 58 that covers the head 56 with a shoulder, and captures the head with a gap C between the cover and the upper surface 59 of the slidable transverse member. . This allows the shank 50 to move to some extent in the bore 54 in the axial direction. The slidable upper transverse member 46 slides along the column 23 so that its cover 58 can abut the head 56 with the shoulder and thus the die punch 28 can be pre-loaded against the charge 30. It is operatively arranged to move. An upper power means for applying a periodic reciprocating impact force to the upper die punch 28 is shown in the form of an electromechanical upper impact actuator 60 mounted on the upper subframe 48. The illustrated impact actuator 60 is a type of device often referred to as a “voice coil” actuator, and typically includes a coil 62 wound around a non-ferrous base 64 and a field-core assembly 66. The coil 62 is located in the gap 67 between the field and the core and is mechanically constrained so that the coil can move along the force vector. When a current is applied to the coil, a force is generated. The direction A and the amplitude are determined by the magnitude and direction of the current. Voice coils are most commonly used in acoustic speakers, and thus this particular use of voice coils is unique. Kimco Magnetics of BEI Sensors & Systems supplies voice coil equipment commercially. One actuator that can be used specifically with the present invention is disclosed in U.S. Patent No. 5,345,206, entitled "Moving Coil Type Actuator Using Flux Concentrated Interleaved Magnetic Circuits." Other types of electric driving devices such as piezoelectric devices and electromagnetic linear actuators may be used as the power means of the present invention. A short bar 68 is attached to the coil 62 and together serve as a reciprocating ram 69. In the center of the cover 58, a cover hole 70 is provided along the machine axis 36 so that the upper impact actuator 60 is generated by passing the bar 68 through the cover and against the head 56 having a shoulder. The kinetic energy can be transmitted to the upper die punch 28 by the periodic reciprocation of the ram 69 and the impact force. Using an impact force, substantially all of the kinetic energy is applied to the charge 30 by periodic reciprocating motion, the mass is pressed and the final compact is formed in a matter of seconds at most. A locking means or locking cross member 22 holds the die 26 immobile, so that the impact forces are not substantially attenuated, prevents unwanted vibrations of the die set, and charges substantially all kinetic energy. Add to body 30. Since the pressing force is exerted by the upper impact actuator 60, little force from the upper preload actuator 40 is required. Since the pressure forming of the mass of the charged body 30 is performed by the effect of the impact force applied by the periodic reciprocating motion, the upper preload actuator 40 moves the slidable upper horizontal member 46 and the upper subframe 48 to the die 26. , The upper die punch 28 is continuously held with respect to the charged body 30. In other words, the upper preload actuator only serves to hold the upper die punch 28 against the charge 30 and keep the die set from coming off. The preferred embodiment of the present invention is a press forming machine 5 having an upper impact device 10 and a substantially similar second lower impact device 110. The die set 20 preferably has a lower die punch 128 operatively arranged to slide within the cavity 34 in a direction opposite to the upper die punch 28, wherein the lower die punch 128, the upper die punch 28, and the die 26 A closed volume 29 is defined. The smooth linear inner wall 32 and the linear cavity 34 of the same configuration further provide motion limiting means for limiting the lower die punch 128 to reciprocate linearly within the cavity 34. A pneumatic lower preload actuator 140 mounted on the mechanical base 142 of the press 5 provides a second preload means for preloading the lower die punch 128 against the mass or charge 30. Column 23 extends upward from machine base 142. The lower preload actuator 140 has a cylinder 143 and an extendable actuator rod 144 connected by a lower subframe 48 to a slidable lower transverse member 146. The lower die punch 128 includes a shank 150 having an upper end with a second punch surface 149 that comes into contact with the charged body 30. The shank 150 is operatively positioned to slide through a hole 154 in the lower slidable member 146 and has a head 156 with a shoulder at its lower end extending beyond the hole. The lower slidable horizontal member 146 has a cover 158 that covers the head 156 with a shoulder, and captures the head with a gap C between the cover and the lower surface 159 of the slidable horizontal member. . This allows the shank 150 to move somewhat axially within the bore 154. The slidable lower transverse member 146 slides along the column 23 so that its cover 158 can abut the head 156 with the shoulder, and thus can preload the die punch 128 against the charge 30. It is operatively arranged to move. The lower preload actuator or the upper preload actuator can also be used for removal of the green compact. The present invention provides an unsintered compact that is easy to remove and requires less power in a pneumatic actuator, thereby improving the removal process and reducing scrap rates. Second power means for simultaneously applying a second periodic reciprocating impact to the lower die punch 128 is shown in the form of a lower linear actuator 160 mounted on the lower subframe 148. The first and second power means, exemplified by the upper and lower impact actuators 60 and 160, respectively, are preferably controlled by an electronic controller 400. The electronic control unit allows these power means to apply kinetic energy to the charge 30 with substantially equal impact forces, either asynchronously or substantially synchronously. Power means can be controlled. FIGS. 2 and 2A illustrate an unsintered cutting tool insert substantially similar to that disclosed in U.S. Pat. No. 5,584,616, which is representative of the art of the present invention. A compact 200 is shown. The surface of the green compact 200 and its corresponding insert is provided with various features, including a tip groove 204 having a depth D used for chip breaking. The chip groove 204 is formed between a pair of cutting surfaces 205 inclined downward from the side portion 206 of the compact 200 and a chip breaker surface 207 inclined upward from each one of these cutting surfaces. The present invention provides a good apparatus and method for forming green compacts and cutting tool inserts having such complex features on the surface. The cutting tool insert is formed by sintering the green compact and has substantially the same appearance as the green compact 200 shown in FIG. FIG. 2B illustrates another more specific embodiment of the present invention. A plastic tip 208 having a plastic punch surface 49 is located at the end of the metal shank 50 that contacts the charge 30. The plastic punch surface 49 includes a raised portion 209 corresponding to the surface features of the chip groove 204 of the green compact 200. The use of plastic tips and punched surfaces offers many of the economic benefits described above. Another type of green compact with which the present invention has been developed is a grinding wheel green compact 300 having a bore 302, as shown in FIG. 3B. The grinding wheel green compact 300 can be manufactured in accordance with the present invention using the press forming machine 5 shown in FIGS. 3 and 3A with the grinding wheel die set 210. FIGS. 3 and 3A have a fluid powered drive as power means, in particular an upper and lower air hammer 61 for simultaneously applying a periodic reciprocating impact to each of the upper and lower annular die punches 188 and 190. 1 shows an embodiment of the invention having pneumatic upper and lower power means in the form of FIGS. Preferably, the operation of the upper and lower pneumatic hammers 61 and 161 is controlled using the pneumatic control device 410 such that the hammers 61 and 161 apply kinetic energy to the charge 30 with substantially equal asynchronous or substantially synchronized impact forces. Control. The grinding wheel green compact 300 is formed in a cylindrically shaped cavity 34 in an annular die 226 of the grinding wheel die set 210. The upper and lower annular die punches 188 and 190 and the charge 30 are disposed about a center post 228 of the grinding wheel die set 210. The center post 228 is used to form the bore 302 of the grinding wheel green compact 300. The flat and annular upper and lower stop plates 232U and 232L are placed on and in contact with the upper and lower annular die punches 188 and 190, respectively. The upper and lower air hammers 61 and 161 have a pneumatic cylinder 220 and a pneumatic ram 222, respectively. The upper and lower punch tools 236 and 238 have a tool head 242 with a shoulder provided at one end of the shank away from the tool shank 240 and die set 210, respectively. The slidable upper and lower cross members 46 and 146 respectively engage with tool heads 242, which respectively engage upper and lower stop plates 232U and 232L, and mount upper and lower annular die punches 188 and 190, respectively. A preload is applied to the body 30. To center the center post 228, an annular rubber pad 250 is disposed within each of the cylindrical central recesses 252 of the upper and lower stop plates 232U and 232L. When the pneumatic hammers 61 and 161 are actuated, each pneumatic ram 222 impacts the tool shank 240 and transfers the kinetic energy generated by the pneumatic hammer to the charge 30. The fixed cross member 22 used in the press forming machine 5 shown in FIGS. 1, 1A and 1B is the same as that used in the grinding wheel die set 210 shown in FIGS. 3 and 3A. Not used in The mass and inertia of the grinding wheel die set 210 and the charge 30 are substantially proportional to the preload forces provided by the upper and lower preload means using the upper preload actuator 40 and the lower preload actuator 140, as well as the impact force attenuation Locking means for holding the annular die 226 in a fixed state so that unwanted vibrations of the die set do not occur, and substantially all of the kinetic energy is applied to the charge 30. I do. This securing means is enhanced by applying kinetic energy to the charge 30 by impact force. These impact forces are substantially equal and synchronized, or sufficiently synchronized to prevent unwanted vibrations of the die set and to apply substantially all of the kinetic energy to the charge 30. During loading of the charge 30 into the annular die 226, the annular die will move the lower annular die punch 190 along the axis 36 during the impact of compressing the charge 30 (approximately the thickness of the spacer 243). ) So that the lower annular die punch 190 can protrude out of the bottom of the annular die 226 by a spacer 243 (shown in broken lines in FIG. 3A) from the lower stop plate 232L. After inserting the center post 228 into the lower annular die punch 190, the charge 30 is loaded, and then the upper annular die punch 188 is inserted into the top of the annular die 226. The upper annular die punch 188 is also configured to protrude out of the annular die 226 by a distance that the upper annular die punch moves along axis 36 during impact. After placing the upper stop plate 232U on the upper annular die punch 188, the assembly of the grinding wheel die set 210 is moved between the upper and lower punch tools 236 and 238, respectively, with the rubber pad 250 set in place as shown in FIG. It is positioned in the pressure molding machine 5. This operation may be performed manually or automatically. Preload is applied to upper and lower stop plates 232U and 232L, respectively, by upper and lower punch tools 236 and 238, respectively. This preload is preferably set to a value between 2% and 10% of the load required to press-mold the charge 30 to the desired or predetermined density using only static pressure. Once the preload is reached, the spacer 243 is removed. The preload applied to the charge prevents the annular die 226 from falling down from around the lower annular die punch 190 due to the pressure and friction acting on its inner surface. During impact, the friction between the charge 30 and the annular die 226 prevents the annular die from moving either up or down due to the impact process for both synchronous and asynchronous modes. After the impact, the grinding wheel die set 210 is removed from the pressing machine 5 in order to release the preload and to remove or remove the sintered compact 300 at the grinding wheel end. Obviously, the sintering time for a large compact is longer than that required for a small compact. Other types of power means contemplated by the present invention include powering a hydraulically powered drive, a mechanical link or cam, such that the mechanical link or cam provides periodic reciprocation and impact. Including, but not limited to, an electric motor and a piezoelectric crystal stack energized by an electric oscillating circuit. Compacts, such as green compacts for cutting tool inserts or grinding wheels, can be manufactured according to the method of the invention as described below. The method includes forming a charge by loading a loose particulate mass into a die cavity of a die set. The die set includes at least a first die punch, and preferably includes a second die punch opposed thereto. These die punches are operatively arranged to slide within the cavity and are thus limited to reciprocating in a linear direction. The die punch, together with the die, defines a closed volume in a cavity that holds the charge. The opposed die punches are preloaded against the charge in the cavity, and the first and second periodic dies are held with the die held stationary so that no substantial impact force attenuation occurs. A reciprocating impact force is simultaneously applied to each of the first and second die punches along a linear direction. The method may optionally be performed with a single die punch and a single reciprocating impact applied to a single die punch, but as described above, the preferred methods are the first and second. Two periodic reciprocating impact forces are used, and the first and second periodic reciprocating impact forces are substantially the same and can be applied simultaneously, asynchronously or synchronously with respect to each other. An impact is simultaneously applied to each of the first and second die punches. Further, the method uses the first and second reciprocating rams to apply kinetic energy to the first and second die punches by impact to apply the first and second reciprocating impact forces, respectively. . Further, the method further comprises the step of applying a reciprocating impact force for a period of time on the order of a few seconds or less. Because of this short time, the value of the present invention is quite high with respect to the prior art. In order to produce small grinding wheels and tool inserts, it has been found to be advantageous to apply a reciprocating impact at a frequency of about 30 cycles per second for up to one second. The unsintered compact 200 shown in FIGS. 2 and 2A uses a central post and post support technique similar to that shown and described in connection with the central post 228 of FIG. It can be seen that a central hole similar to the insert of No. 5,584,616 can be formed. Although the present invention has been shown in connection with preferred embodiments, it is not intended that the invention be so limited. Rather, the invention includes all designs and modifications that fall within the scope of the appended claims.