JP2005324201A - 圧粉体成形金型装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡単な金型構造であり、かつ均一な密度を有する圧粉体を成形できるとともに、粉体成形後の離型を容易にする圧粉体成形金型装置を提供する。
【解決手段】 プレス荷重を受けて下降する上部パンチ1と、上部パンチ1と対向して配置される下部パンチ3と、その内壁面と下部パンチ3との間にキャビティが形成され、当該キャビティ内において圧粉体9が成形されるダイ2と、下部パンチ3と一体的に構成され、上部パンチ1およびダイ2を摺動可能にガイドするベース4と、ダイ2とベース4の間に配設されたスプリング5およびスプリングガイド6を備え、上部パンチ1にプレス荷重が加わると、スプリング5が撓むことにより、上部パンチ1と下部パンチ2の両押し加圧により圧粉体9の成形が行われる。
【選択図】 図1
【解決手段】 プレス荷重を受けて下降する上部パンチ1と、上部パンチ1と対向して配置される下部パンチ3と、その内壁面と下部パンチ3との間にキャビティが形成され、当該キャビティ内において圧粉体9が成形されるダイ2と、下部パンチ3と一体的に構成され、上部パンチ1およびダイ2を摺動可能にガイドするベース4と、ダイ2とベース4の間に配設されたスプリング5およびスプリングガイド6を備え、上部パンチ1にプレス荷重が加わると、スプリング5が撓むことにより、上部パンチ1と下部パンチ2の両押し加圧により圧粉体9の成形が行われる。
【選択図】 図1
Description
この発明は、金属やセラミクス等の粉末材料を所望の形状の圧粉体に成形するための圧粉体成形金型装置に関するものである。
従来、原料粉末をダイ内でパンチにより圧縮して圧粉体を成形する加圧工程と、この加圧工程の後にダイ内から圧粉体を抜き出す抜き出し工程とを備えた粉末成形方法において、抜き出し工程に際し、ダイから抜かれるパンチに組み込まれた突き出し部材を弾性部材の力により前進させて圧粉体をパンチから離型させ、加圧工程では、ダイ内の原料粉末の圧力により弾性部材の力に抗して突き出し部材を所定位置まで後退させるものがあった(例えば、特許文献1参照)。
上記従来の粉末成形方法に用いる粉末成形用金型装置は、そのパンチ内に、圧粉体を形成する面に露出する突き出し部を移動自在に組み込むとともに、この突き出し部を弾性部材により圧粉体の方向へ付勢する構造となっている。しかしながら、これによると、パンチの金型構造が複雑になる問題点がある。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、簡単な金型構造であり、かつ均一な密度を有する圧粉体を成形できるとともに、粉体成形後の離型を容易にする圧粉体成形金型装置を提供することを目的とする。
この発明による圧粉体成形金型装置は、プレス荷重を受けて下降する上部パンチと、上部パンチと対向して配置される下部パンチと、その内壁面と下部パンチの間にキャビティが形成され、当該キャビティ内において圧粉体が成形されるダイと、下部パンチと一体的に構成され、上部パンチおよびダイを摺動可能に支持するベースと、ダイとベースの間に配設された弾性部材とを備え、上部パンチにプレス荷重が加わると、ダイを介して弾性部材が撓み、上部パンチと下部パンチの両押し加圧により圧粉体の成形が行われる。
また、圧粉体の離型時に、プレス加重を受けてダイを押し下げる押え板を上部パンチの代わりに配設し、弾性部材を取り除くとともに、ダイの落下による衝撃を緩和するための衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする。
上記の構成において、下部パンチとダイによって形成されるキャビティ(空間)に所定量の粉末を入れ、上部パンチをプレス機械等によって下降させ、圧粉体の密度が所定値になるまでプレス荷重を上部パンチに作用させる。上部パンチに作用するプレス荷重のうち、粉体とダイ壁面との摩擦によってロスする荷重はダイを下降させる荷重へと変換される。本発明による金型装置では、ダイと下部パンチを設けたベースとの間に設置した弾性部材によって、この荷重を下部パンチが粉体を金型上面へ押し上げる荷重に変換することにより、プレス荷重をロスすることなく粉体に作用させることができ、一方向のプレス荷重であるにも関わらず、パンチの上下面から荷重が作用する両押し成形とすることができる。
圧粉体成形後は、上部パンチに代えて圧粉体を取出せるような空間を設けた押え板を用い、この押え板にプレス荷重をかけてダイから圧粉体を取り出すよう構成している。
この発明による圧粉体成形金型装置によれば、圧粉体の成形時に、一方向のプレス荷重であるにも関わらず、上部および下部パンチの両方向から荷重が作用する両押し成形とすることができる。したがって、粉体内部の圧力分布を緩和し、一様な密度を有する圧粉体を成形することができる。
さらに圧粉体の成形後は、上部パンチに代わり押え板を用い、この押え板にプレス荷重をかけてダイから圧粉体を取り出すため、簡素な金型構造により圧粉体を容易に離型させることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による圧粉体成形金型装置およびその金型装置を用いた圧粉体成形方法を説明するための断面図である。図において、中心線X−Xの右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対して各部材が対称に配置されている。
図1は、この発明の実施の形態1による圧粉体成形金型装置およびその金型装置を用いた圧粉体成形方法を説明するための断面図である。図において、中心線X−Xの右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対して各部材が対称に配置されている。
本実施の形態1による圧粉体成形金型装置は、金型プレス荷重を受けて下降する上部パンチ1と、上部パンチ1と対向して配置される下部パンチ3と、その内壁面と下部パンチ3との間にキャビティが形成され、当該キャビティ内において圧粉体9が成形されるダイ2と、下部パンチ3と一体的に構成されたベース4と、ダイ2とベース4の間に配設され一方向のプレス荷重から両押し成形を可能にするためのスプリング5と、スプリング5を支持するスプリングガイド6と、プレス成形後の圧粉体を離型するための押え板7と、圧粉体離型時にダイ2の落下による衝撃を緩和するための衝撃吸収部材8とから主要構成されている。
上部パンチ1は上部パンチ支持部1Aにより支持され、上部パンチ支持部1Aに金型プレス加重が加わる。上部パンチ支持部1Aには、ベース4に立設されたガイド20に沿って摺動することができるガイド孔1Bが設けられている。ダイ2には、プレス時にスプリングガイド6が挿入されるスプリングガイド孔2Aが設けられている。また、ダイ2には、ベース4のガイド20に沿って摺動することができるガイド孔2Bが設けられている。押え板7には、離型時にダイ2を抑えると共に離型後の圧粉体9を取り出すための空間を形成する押え棒7Aが設けられる。また、押え板2には、ベース4のガイド20に沿って摺動することができるガイド孔7Bが設けられている。
次に、本実施の形態の動作を、図1(a)〜図2(g)の圧粉体の成形工程に沿って説明する。
まず、図1(a)に示すように、金属やセラミクス等の成形材料となる粉体9を所定量だけ計量し、下部パンチ3とダイ2の内壁面によって形成される空間(キャビティ)に導入する。次に、図1(b)に示すように、上部パンチ支持部1Aをハンドプレスあるいはプレス機等(図示せず)によって下降させ、粉体9の寸法(あるいは、かさ密度)が所定値になるまでプレス荷重を上部パンチ1に作用させる。この時、上部パンチ1に作用するプレス加重は、粉体9を加圧する加圧力Fとなり、この加圧力Fによる粉体の圧縮に伴って、粉体9とダイ2の壁面との間に摩擦力μF(μは粉体とダイ壁面との摩擦係数)が発生する。そして、粉体9とダイ2壁面との摩擦によってロスする荷重は、ダイ2を下降させる荷重へと変換される。本実施の形態では、ダイ2と下部パンチ3を設けたベース4との間に設置したスプリング5によって、上記荷重を下部パンチ3が粉体9を金型装置の上面へ押し上げる荷重に変換する。
次に、プレスによる加重が完了すると、図1(c)に示すように抜重され、ダイ2はスプリング5の反発力により上面へ押し上げられる。これにより、圧粉体の成形工程は完了し、離型工程に入る。離型工程では、図1(d)に示すように、上部パンチ1に代えて、離型後の圧粉体9を取り出すための空間を有する押え板7を取り付け、この押え板7によりダイ2にプレス荷重を作用させるが、プレス加重を作用させる前にスプリング5およびスプリングガイド6を取外して、ダイ2をベース4まで下降できるようにする。押え板7による離型時には、圧粉体9とダイ2の壁面との摩擦力が発生するが、プレス荷重によりダイ2はベース4まで下降し、図2(e)に示すように圧粉体9が取出される。圧粉体9がダイ2から完全に取り出された瞬間に、ダイ2はベース4上に落下するため、図2(f)に示すように、ゴムなどの弾性体により形成される衝撃吸収部材8により落下時の衝撃を緩和する。最後に、図2(g)に示すように押え板7を上昇させ、圧粉体9の取出しが完了する。
以上のように、本実施の形態1によれば、ダイ2と下部パンチ3と一体となったベース4の間にスプリング5とスプリングガイド6を設けたことにより、粉体9とダイ2の壁面との間に発生する摩擦に起因したプレス荷重をロスすることなく粉体9に作用させることができ、一方向のプレス荷重であるにも関わらず、上部および下部パンチの両方向から荷重が作用する両押し成形とすることができる。したがって、粉体内部の圧力分布を緩和し、一様な密度を有する圧粉体を成形することができる。
さらに圧粉体の成形後は、上部パンチ2に代わり押え板7を用い、この押え板7にプレス荷重をかけてダイ2から圧粉体9を取り出すため、簡単な金型構造により圧粉体を容易に離型させることができる。
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2による圧粉体成形金型装置を説明するための断面図である。なお、実施の形態1に示した圧粉体成形金型と同様、中心線X−Xの右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対し各部材が対称に配置されている。本実施の形態では、上部パンチ1、ダイ2、並びに下部パンチ3において粉体9と接触する面に、粉体9との摩擦係数を低減するための潤滑被膜10を形成したことが特徴であり、その他の構成については、実施の形態1で示した圧粉体成形金型装置と全く同様である。
図3は、この発明の実施の形態2による圧粉体成形金型装置を説明するための断面図である。なお、実施の形態1に示した圧粉体成形金型と同様、中心線X−Xの右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対し各部材が対称に配置されている。本実施の形態では、上部パンチ1、ダイ2、並びに下部パンチ3において粉体9と接触する面に、粉体9との摩擦係数を低減するための潤滑被膜10を形成したことが特徴であり、その他の構成については、実施の形態1で示した圧粉体成形金型装置と全く同様である。
成形材料である粉末9が金属あるいはセラミクスなどの硬度の高い材料である場合が多いため、潤滑被膜10の材質としては、耐摩耗性の観点からこれらの材料よりも硬い材質であることが望まれる。このような特性を発揮させる手段としては、例えば窒化処理を施して表面に窒化膜を形成する、あるいはDLC(ダイアモンドライクカーボン)膜のコーティングなどがあるが、低摩擦、耐磨耗性を向上させるにはDLC被膜を用いるのが望ましい。
以上のように、本実施の形態2によれば、上部パンチ1、ダイ2、並びに下部パンチ3において粉体9と接触する面に、粉体9との摩擦係数を低減するための潤滑被膜10を形成したので、粉体9とダイ2の壁面との間に発生する摩擦に起因したプレス荷重をロスすることなく粉体9に作用させることができるため、粉体内部の圧力分布を緩和し、一様な密度を有する圧粉体を成形することができる。
さらに、圧粉体の成形後についても、潤滑被膜10によってダイ壁面と圧粉体9の摩擦が低減されるため、実施の形態1に示した金型装置よりもさらに離型性が向上する効果がある。
実施の形態3.
図4は、この発明の実施の形態3による圧粉体成形用金型装置を説明するための断面図である。図において、実施の形態1および2に示した圧粉体成形金型装置と同様に、中心線の右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対し各部材が対称に配置されている。
図4は、この発明の実施の形態3による圧粉体成形用金型装置を説明するための断面図である。図において、実施の形態1および2に示した圧粉体成形金型装置と同様に、中心線の右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対し各部材が対称に配置されている。
本実施の形態では、上記実施の形態1および2で一体構造とした下部パンチ3とベース4を別体に構成して、下部パンチ3とスプリング5を取付けたスプリングガイド6とを油圧回路11によって接続したことを特徴とする。すなわち、油圧回路11の連通管11Aにはスプリング5を取付けたスプリングガイド6が、連通管11Bには下部パンチ3が配置され、スプリングガイド6および下部パンチ3の下面には、それぞれ油圧回路11により接続された一定の油圧が作用する構成になっている。
上記のような構成とすることにより、図4(a)に示すように、成形工程では粉体9とダイ2の壁面の摩擦によってロスするプレス荷重を、スプリング5および油圧回路11を介して下部パンチ3に作用させることができる。また、圧粉体9の取出し工程では、図4(b)に示すように、押え板7に作用するプレス荷重がダイ2に直接作用するので、スプリング5およびスプリングガイド6はこの荷重によって下降することにより、油圧回路11を通じて下部パンチ3が上方に押し上げられ、圧粉体9が取出される。
以上のように、本実施の形態3によれば、上記実施の形態1および2と同様の効果が得られるだけでなく、圧粉体の成形工程から取出し工程に移行する際にダイ2が自動的にスプリング5を下降させるため、スプリング5を金型から取外す必要がなくなり、成形から取出しまでを含めた成形サイクルの短縮を図ることができる。また、取出し工程においても、ダイ2の下降にともないスプリング6および油圧回路11を介して下部パンチ3が上方に押し上げられるので、実施の形態1および2に示した金型装置と比較して、小さなプレスのストロークで圧粉体9を取出すことができるので、さらなる成形サイクルの短縮が可能である。
実施の形態4.
図5は、この発明の実施の形態4による圧粉体成形用金型装置を説明するための断面図である。図において、上記実施の形態に示した圧粉体成形金型と同様、中心線の右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対し各部材が対称に配置されている。
図5は、この発明の実施の形態4による圧粉体成形用金型装置を説明するための断面図である。図において、上記実施の形態に示した圧粉体成形金型と同様、中心線の右側と左側は、紙面の正面方向の断面とそれに直行する方向の断面を示しており、それぞれの断面に対し各部材が対称に配置されている。
本実施の形態では、上記実施の形態1および2で一体構造とした下部パンチ3とベース4を別体に構成し、下部パンチ3とダイ2を支持するダイ支持部60とを油圧回路11によって接続したことを特徴とする。すなわち、油圧回路11の連通管11Aにはダイ支持部60が、連通管11Bには下部パンチ3が配置され、ダイ支持部60および下部パンチ3の下面には、それぞれ油圧回路11により接続した一定の油圧が作用するようになっている。
上記のような構成とすることにより、図5(a)に示すように、成形工程では粉体9とダイ2の壁面の摩擦によってロスするプレス荷重を、油圧回路11を介して下部パンチ3に作用させることができる。また、圧粉体9の取出し工程では、図5(b)に示すように、押え板7に作用するプレス荷重がダイ2に直接作用するので、ダイ支持部60はこの荷重によって下降することにより、油圧回路11を通じて下部パンチ3が上方に押し上げられ、圧粉体9が取出される。
以上のように、本実施の形態4によれば、上記実施の形態1および2と同様の効果が得られるだけでなく、圧粉体の成形工程から取出し工程に移行する際にダイ2が自動的にダイ支持部60を下降させるため、スプリング5やスプリングガイド6を金型から取外す必要がなくなり、成形から取出しまでを含めた成形サイクルの短縮を図ることができる。また、取出し工程においても、ダイ2の下降にともない油圧回路11を介して下部パンチ3が上方に押し上げられるので、実施の形態1および2に示した金型と比較して、半分のプレスのストロークで圧粉体9を取出すことができるので、さらなる成形サイクルの短縮が可能である。
1 上部パンチ、2 ダイ、3 下部パンチ、4 ベース、5 スプリング、
6 スプリングガイド、7 押え板、8 衝撃吸収材、9 粉体もしくは圧粉体、
10 潤滑被膜、11 油圧回路、60 ダイ支持部。
6 スプリングガイド、7 押え板、8 衝撃吸収材、9 粉体もしくは圧粉体、
10 潤滑被膜、11 油圧回路、60 ダイ支持部。
Claims (6)
- プレス荷重を受けて下降する上部パンチと、上部パンチと対向して配置される下部パンチと、その内壁面と下部パンチとの間にキャビティが形成され、当該キャビティ内において圧粉体が成形されるダイと、下部パンチと一体的に構成され、上部パンチおよびダイを摺動可能に支持するベースと、ダイとベースの間に配設された弾性部材とを備え、
上部パンチにプレス荷重が加わると、ダイを介して弾性部材が撓み、上部パンチと下部パンチの両押し加圧により圧粉体の成形が行われることを特徴とする圧粉体成形金型装置。 - 圧粉体の離型時に、プレス加重を受けてダイを押し下げる押え板を上部パンチの代わりに配設し、弾性部材を取り除くとともに、ダイの落下による衝撃を緩和するための衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載の圧粉体成形金型装置。
- プレス荷重を受けて下降する上部パンチと、上部パンチと対向して配置される下部パンチと、その内壁面と下部パンチとの間にキャビティが形成され、当該キャビティ内において圧粉体が成形されるダイと、上部パンチおよびダイを摺動可能に支持するベースと、ダイと弾性支持部との間に配設された弾性部材と、下部パンチと弾性支持部とを一定油圧の連通管を介して支持する油圧回路とを備え、
上部パンチのプレス荷重時に、弾性部材および油圧回路を通して、上部パンチと下部パンチの両方の荷重が圧粉体に作用するようにしたことを特徴とする圧粉体成形金型装置。 - プレス荷重を受けて下降する上部パンチと、上部パンチと対向して配置される下部パンチと、その内壁面と下部パンチとの間にキャビティが形成され、当該キャビティ内において圧粉体が成形されるダイと、上部パンチおよびダイを摺動可能に支持するベースと、ダイを支持するダイ支持部と、下部パンチとダイ支持部とを一定油圧の連通管を介して支持する油圧回路とを備え、
上部パンチのプレス荷重時に、ダイ支持部および油圧回路を通して、上部パンチと下部パンチの両方の荷重が圧粉体に作用するようにしたことを特徴とする圧粉体成形金型装置。 - 圧粉体の離型時に、プレス加重を受けてダイを押し下げる押え板を上部パンチの代わりに配設し、ダイの落下による衝撃を緩和するための衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の圧粉体成形金型装置。
- 上部パンチ、ダイ並びに下部パンチにおいて、粉体と接触する面に、摩擦係数を低減するための潤滑被膜を形成したことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の圧粉体成形金型装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004142137A JP2005324201A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 圧粉体成形金型装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004142137A JP2005324201A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 圧粉体成形金型装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005324201A true JP2005324201A (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=35470963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004142137A Pending JP2005324201A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 圧粉体成形金型装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2005324201A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104875417A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-02 | 浙江大学 | 一种用于压制型煤的液压成型装置及其控制方法 |
CN118003686A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 广东创芯旗智能工业有限公司 | 一种可反填料的粉末成型机 |
-
2004
- 2004-05-12 JP JP2004142137A patent/JP2005324201A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104875417A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-02 | 浙江大学 | 一种用于压制型煤的液压成型装置及其控制方法 |
CN118003686A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 广东创芯旗智能工业有限公司 | 一种可反填料的粉末成型机 |
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