JP2010149169A - 粉末成形金型装置および粉末成形方法 - Google Patents
粉末成形金型装置および粉末成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010149169A JP2010149169A JP2008332251A JP2008332251A JP2010149169A JP 2010149169 A JP2010149169 A JP 2010149169A JP 2008332251 A JP2008332251 A JP 2008332251A JP 2008332251 A JP2008332251 A JP 2008332251A JP 2010149169 A JP2010149169 A JP 2010149169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core rod
- die
- raw material
- material powder
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
【課題】成形体の軸孔の偏心方向や偏心量の調整を容易に行う。
【解決手段】ダイスの型孔と、1または2以上の下パンチと、軸孔を形成する断面が略円形のコアロッド20により形成されるダイキャビティに、原料粉末Pを充填し、1または2以上の上パンチと下パンチにより原料粉末を圧縮して成形し、得られた成形体をダイスの型孔から抜き出す軸孔を有する成形体の成形方法である。コアロッド20は、軸線方向の中間部で上部コアロッド22と下部コアロッド23とに分割され、上部コアロッド22は、周方向に固定位置を調整可能にコア取付けボルト24により下部コアロッド23に固定され、かつ上部コアロッド22の上端部に原料粉末の逃げ部22bが形成されている。コアロッド20が偏心する方向に対向する方向に逃げ部22bを配置して上部コアロッド22をコア取付けボルト24により下部コアロッド23に固定する。
【選択図】図5
【解決手段】ダイスの型孔と、1または2以上の下パンチと、軸孔を形成する断面が略円形のコアロッド20により形成されるダイキャビティに、原料粉末Pを充填し、1または2以上の上パンチと下パンチにより原料粉末を圧縮して成形し、得られた成形体をダイスの型孔から抜き出す軸孔を有する成形体の成形方法である。コアロッド20は、軸線方向の中間部で上部コアロッド22と下部コアロッド23とに分割され、上部コアロッド22は、周方向に固定位置を調整可能にコア取付けボルト24により下部コアロッド23に固定され、かつ上部コアロッド22の上端部に原料粉末の逃げ部22bが形成されている。コアロッド20が偏心する方向に対向する方向に逃げ部22bを配置して上部コアロッド22をコア取付けボルト24により下部コアロッド23に固定する。
【選択図】図5
Description
本発明は、原料粉末を圧粉成形した成形体を焼結して機械部品を製造する粉末冶金法において、原料粉末を押型の型孔内に充填しこれをパンチで加圧して圧粉成形する押型法の成形方法に係り、特に、軸孔を有する成形体の成形方法に関する。
ダイスに設けられた型孔に原料粉末を充填し、上下パンチにより原料粉末を圧縮成形して製品形状を付与し、得られた成形体を焼結する粉末冶金法(押型成形法による粉末冶金法)は、複雑形状の製品をニアネットシェイプに造形できることや、大量生産に向くことから各種機械部品の製造に適用されている。(例えば、特許文献1等)
このような粉末冶金法の機械部品への適用例として、自動車の変速装置に用いられるシンクロナイザーハブを例にとって以下に説明する。図1は、従来のシンクロナイザーハブの一例であり、図1(a)は上面図、図1(b)は側面図(中心の一点鎖線の左側が断面図、右側が外観)、図1(c)が斜視図である。シンクロナイザーハブ100は、外周に歯形111が形成され、シンクロナイザーキーと嵌合するキー溝部112で分割(この例では3分割)された歯部110と、内周にスプライン131が形成されたボス部130を薄肉のリム部120で連結した形状をなしている。
このようなシンクロナイザーハブ100を粉末冶金法で製造するための粉末成形金型装置の下型の構成を図2に示す。原料粉末を充填するダイキャビティは、シンクロナイザーハブ100の外周形状を形成する型孔11を有するダイス10と、シンクロナイザーハブ100の内周形状(スプライン131)を形成する外周21を有するコアロッド20間に、シンクロナイザーハブ100の歯部110の下端面を成形する第1下パンチ30と、シンクロナイザーハブ100のリム部120の下端面を成形する第2下パンチ40と、シンクロナイザーハブ100のボス部の下端面を成形する第3下パンチ50が互いに軸線方向へ摺動自在に嵌合され、ダイス10の型孔11と、コアロッド20の外周21と、第1下パンチ30の上端面と、第2下パンチ40の上端面と、第3下パンチ50の上端面とから形成されている。
このような成形金型装置による粉末成形方法を図3に示す。ダイス10の型孔11と、コアロッド20の外周21と、第1下パンチ30の上端面と、第2下パンチ40の上端面と、第3下パンチ50の上端面とから形成されるダイキャビティに原料粉末Mを充填する(図3(a))。次いで、シンクロナイザーハブ100の歯部110の上端面を成形する第1上パンチ60、シンクロナイザーハブ100のリム部120の上端面を成形する第2上パンチ70、およびシンクロナイザーハブ100のボス部の上端面を成形する第3上パンチ80を原料粉末に当接させ(図3(b))、第2下パンチ40と第2上パンチ70を同期させてダイス10に対して相対的に降下させて第2下パンチ40と第2上パンチ70間の原料粉末を所定位置まで移動させた後(図3(c))、第1下パンチ30、第2下パンチ40および第3下パンチ50をダイス10に対して相対的に降下させるとともに、第1上パンチ60、第2上パンチ70および第3上パンチ80をダイス10に対して相対的に上昇させて、上パンチ群と下パンチ群間の原料粉末を圧粉成形する(図3(d))。
上記シンクロナイザーハブや、各種ギア等の回転部品においては、製品の軸孔が偏心していると回転時にぶれが生じ、予期せぬ摩耗や騒音の問題を引き起こすため、これらの製品においては高い同心精度が要求される。
上記の金型装置のダイス、各パンチ、コアロッド間には、成形時の上下方向の摺動を可能とするため必要な間隙が設けられている。この間隙をaとすると、図4の金型装置の概略図に示すように、ダイス10と第1下パンチ30、第1下パンチ30と第2下パンチ40、第2下パンチ40と第3下パンチ50、第3下パンチ50とコアロッド20間にそれぞれ間隙aが設けられる(図4(a))。したがって、このような金型装置においては、図4(b)に示すように、コアロッド20は最大で間隙aの4倍の値だけ偏心し得る。一般に、間隙aは30μm程度に設定されるため、コアロッド20は最大120μmまで偏心する虞がある。また、金型装置の使用にともない、各部材の摩耗により間隙aは50〜60μm程度まで拡大するが、この場合偏心量がさらに拡大することとなる。このような金型装置を用いて原料粉末を充填し成形する場合には、成形体の軸孔は金型装置への各要素の取り付け精度に加えて、原料粉末充填時のキャビティ内での原料粉末の充填量のばらつきにより影響を受けるため、軸孔の偏心方向および偏心量は予測不可能である。
このような成形体の軸孔の偏心を抑制防止しようとして、間隙aを小さくすると、型かじりが生じ易くなるため、現実的ではない。このため、金型装置の組み立ての際に、金型装置の各要素の軸心が一致するよう組み立てた後、実際に原料粉末を充填して成形し、成形体の軸孔の偏心方向や偏心量を測定して把握した後、金型装置を再度調整して組み立てる作業を繰り返し行い、成形体の軸孔の偏心方向や偏心量を調整している。
ここで、成形体の軸孔の偏心方向や偏心量の調整を容易に行うことができれば、調整に要する手間と時間が短縮でき、生産効率が向上する。したがって、本発明は、成形体の軸孔の偏心方向や偏心量の調整を容易に行うことができる粉末成形金型装置および粉末成形方法を提供することを目的とする。
本発明の粉末成形金型装置は、成形体の外周を形成する型孔を有するダイスと、成形体の軸孔を形成する断面が略円形のコアロッドと、前記ダイスの型孔および前記コアロッドの外周面と摺動自在に嵌合し、成形体の上面および下面を形成する1または2以上の上パンチおよび1または2以上の下パンチとを備え、前記ダイスの型孔と前記コアロッドと前記下パンチからなるダイキャビティに充填された原料粉末を前記上パンチと前記下パンチとにより圧粉成形する粉末成形金型装置において、前記コアロッドは、その軸線方向の中間部で上部コアロッドと下部コアロッドとに分割され、前記上部コアロッドは、周方向に固定位置を調整可能に固定手段により前記下部コアロッドに固定され、かつ前記上部コアロッドの上端部に原料粉末の逃げ部を形成したことを特徴とする。
また、本発明の粉末成形方法は、ダイスの型孔と、1または2以上の下パンチと、軸孔を形成する断面が略円形のコアロッドにより形成されるダイキャビティに、原料粉末を充填し、1または2以上の上パンチと前記下パンチにより原料粉末を圧縮して成形し、得られた成形体を前記ダイスの型孔から抜き出す軸孔を有する成形体の成形方法において、前記コアロッドは、軸線方向の中間部で上部コアロッドと下部コアロッドとに分割され、上部コアロッドは、周方向に固定位置を調整可能に固定手段により前記下部コアロッドに固定され、かつ前記上部コアロッドの上端部に原料粉末の逃げ部が形成され、前記コアロッドが偏心する方向に対向する方向に前記逃げ部を配置して前記上部コアロッドを前記固定手段により前記下部コアロッドに固定することを特徴とする。
本発明の粉末成形金型装置は、コアロッドとして長手方向の途中で上部コアロッドと下部コアロッドとに分割され、上部コアロッドに原料粉末の逃げ部を設けるとともに、上部コアロッドと下部コアロッドを位置調整可能にして固定手段により一体に固定されたコアロッドを用いるものであり、本発明の粉末成形方法は、コアロッドの偏心する方向に対向する方向に上部コアロッドの逃げ部を配置して成形するものである。このため、原料粉末が逃げ部に流れることにより、原料粉末がコアロッドを押圧する圧力を低減して成形体の軸孔の偏心を防止することができる。また、金型装置の組み立て後、ダイキャビティ側から上部コアロッドのみ位置調整して固定することができるので、金型装置を再度組み立て直す必要がなく、容易に調整が可能であり、調整に要する手間と時間を短縮することができ、生産効率の向上に寄与する。
本発明によれば、成形体の軸孔の偏心方向や偏心量の調整を容易に行うことができ、調整に要する手間と時間が短縮でき、生産効率が向上する等の効果が得られる。
以下に、図1に示すシンクロナイザーハブ100を成形する場合を例として、実施形態の粉末成形金型装置および粉末成形方法を説明する。実施形態の粉末成形金型装置では、図5に示すように、コアロッド20を上部コアロッド22と下部コアロッド23とに軸線方向の中間部で分割し、金型装置の組み立て後でも、ダイキャビティ側から上部コアロッド22を取り外すことを可能とした。なお、本実施形態はコアロッド20に特徴を有するものであるため、図6に示す他の構成については図3のものと同符号を付して説明を省略する。
上部コアロッド22の上端部には、原料粉末の逃げ部22bが形成されている。図5は、原料粉末の逃げ部22bとして、高さdの傾斜面を形成した例であり、図5(a)は上端面全体を傾斜面とし、図5(b)は上端面の半分を傾斜面とした例である。なお、原料粉末の逃げ部の形状は、コアロッド外周面から上端面に連通すればよく、傾斜面を凹面あるいは凸面に変更したり、溝部に変更することができる。
上部コアロッド22の軸心には、貫通孔22aが形成され、下部コアロッド23の上端部には、上部コアロッド22の貫通孔22aに対応するネジ穴23aが形成されている。そして、上部コアロッド22と下部コアロッド23は、コア取付けボルト(固定手段)24により一体的に取り付けられている。上部コアロッド22は、原料粉末の逃げ部22bを成形体の軸孔の偏心方向、すなわちコアロッドの偏心する方向に対向する方向に配置して、下部コアロッド23に取り付けられる。このとき、上部コアロッド22は下部コアロッド23に対して周方向に固定位置を調整して取り付けられる。この例の場合、上部コアロッド22の外周には、シンクロナイザーハブ100の内周に形成されるスプライン131に対応する凸条が形成されており、この凸条は第3下パンチ50(図6参照)と嵌合することから、上部コアロッド22は凸条一つ分ずつずらしながら固定位置の調整が可能である。
また、上部コアロッド22と下部コアロッド23の軸心を一致させ易くするため、図5に示すように、上部コアロッド22(もしくは下部コアロッド23)に軸心が一致する断面円形の凸部22dを形成し、下部コアロッド23(もしくは上部コアロッド22)に凸部22dと嵌合する凹部23dを形成して、凸部22dと凹部23dを嵌合させることが好ましい。
コアロッド20の偏心は、金型装置の各要素の軸心を一致させて組み立てた場合、原料粉末充填時のダイキャビティ内での原料粉末の充填量のばらつきが要因となる。すなわち、充填量の多い部分と少ない部分とで成形時に発生するコアロッドへの圧力が異なり、この圧力差によりコアロッドが変位して偏心することとなる。したがって、コアロッドの偏心を防止するためには、ダイキャビティ内の原料粉末の充填量が多い箇所で発生するコアロッド20を押圧する圧力を低減すればよく、このため上部コアロッド22に設けた原料粉末の逃げ部22bをダイキャビティ内の原料粉末の充填量が多い箇所に臨む位置に配置する。
図6(a)に、図5(b)に示すコアロッドを用いて原料粉末を成形する状態を示し、図6(b)に、従来のコアロッド20を用いて原料粉末を成形する状態を示す。図6(a)に示すように、実施形態のコアロッド20を用いる場合は、下パンチ群(第1下パンチ30、第2下パンチ40および第3下パンチ50)と上パンチ群(第1上パンチ60、第2上パンチ70および第3上パンチ80)とにより原料粉末Pを圧粉成形する際に、上部コアロッド22に設けた原料粉末の逃げ部22bから原料粉末Pの一部が上部コアロッド22の上面に逃げ、コアロッド20に加わる原料粉末Pの圧力Fが、従来のコアロッド20を用いた場合(図6(b))よりも小さくなる。また、逃げ部22b以外の部分では、既に原料粉末の圧縮成形が始まっており、原料粉末の圧力によりコアロッド20が支持されるため、上パンチ群がコアロッド20の逃げ部22bより下方まで降下してもコアロッド20の偏心は生じない。すなわち、原料粉末の圧粉成形の初期の段階でダイキャビティ内の原料粉末の充填量が多い箇所で発生する圧力を逃がせば、コアロッド20の偏心を防止して成形することができる。この観点から、図5に示す傾斜面の高さdは3mm程度でよい。
また、過大な原料粉末の流出は、成形体のボス部の密度ばらつきに影響を及ぼすため、原料粉末の逃げ部22bの大きさの異なる上部コアロッド22を数種類用意しておけば、上部コアロッド22を取り替えるのみで原料粉末の逃げ量とコアロッド20の偏心について調整することができる。
以上は、図1に示すシンクロナイザーハブ100を成形する場合を例とした場合であるが、本発明は上記のようなシンクロナイザーハブ100に限らず、軸孔を有する各種ギヤ等にも適用可能であり、内周面が単純な円筒形状のものに対しても適用可能である。図7は、内周面が単純な円筒形状の製品の成形に用いるコアロッドの一例である。上部コアロッド22と下部コアロッド23の界面は、平面とすると逃げ部22bの向きについて微調整が行えるが、その一方で使用を繰り返すうちにズレが生じ易い。この点、図7に示すように、下部コアロッド23の上端面に放射状且つ等間隔の凹溝23cを形成し、上部コアロッド22の下端面に下部コアロッド23の凹溝23cに嵌合する凸条22cを形成し、上部コアロッド22と下部コアロッド23を嵌合させるとずれを生じることなく使用可能である。しかしながら、上部コアロッド22の位置調整が嵌合する凹凸の位置を一つずつずらすしかなく、凹凸のピッチよりも小さい微調整を行うことができない。よって、上部コアロッド22と下部コアロッド23の突合せ面の形状については、メリットとデメリットを勘案して適宜選択すればよい。
10 ダイス
11 型孔
20 コアロッド
21 コアロッドの外周
22 上部コアロッド
22a 貫通孔
22b 原料粉末の逃げ部
23 下部コアロッド
23a ねじ穴
24 コア取付けボルト(固定手段)
30 第1下パンチ
40 第2下パンチ
50 第3下パンチ
60 第1上パンチ
70 第2上パンチ
80 第3上パンチ
100 シンクロナイザーハブ
11 型孔
20 コアロッド
21 コアロッドの外周
22 上部コアロッド
22a 貫通孔
22b 原料粉末の逃げ部
23 下部コアロッド
23a ねじ穴
24 コア取付けボルト(固定手段)
30 第1下パンチ
40 第2下パンチ
50 第3下パンチ
60 第1上パンチ
70 第2上パンチ
80 第3上パンチ
100 シンクロナイザーハブ
Claims (2)
- 成形体の外周を形成する型孔を有するダイスと、成形体の軸孔を形成する断面が略円形のコアロッドと、前記ダイスの型孔および前記コアロッドの外周面と摺動自在に嵌合し、成形体の上面および下面を形成する1または2以上の上パンチおよび1または2以上の下パンチとを備え、前記ダイスの型孔と前記コアロッドと前記下パンチからなるダイキャビティに充填された原料粉末を前記上パンチと前記下パンチとにより圧粉成形する粉末成形金型装置において、
前記コアロッドは、その軸線方向の中間部で上部コアロッドと下部コアロッドとに分割され、前記上部コアロッドは、周方向に固定位置を調整可能に固定手段により前記下部コアロッドに固定され、かつ前記上部コアロッドの上端部に原料粉末の逃げ部を形成したことを特徴とする粉末成形金型装置。 - ダイスの型孔と、1または2以上の下パンチと、軸孔を形成する断面が略円形のコアロッドにより形成されるダイキャビティに、原料粉末を充填し、1または2以上の上パンチと下パンチにより原料粉末を圧縮して成形し、得られた成形体を前記ダイスの型孔から抜き出す軸孔を有する成形体の成形方法において、
前記コアロッドは、軸線方向の中間部で上部コアロッドと下部コアロッドとに分割され、上部コアロッドは、周方向に固定位置を調整可能に固定手段により前記下部コアロッドに固定され、かつ前記上部コアロッドの上端部に原料粉末の逃げ部が形成され、
前記コアロッドが偏心する方向に対向する方向に前記逃げ部を配置して前記上部コアロッドを前記固定手段により前記下部コアロッドを固定することを特徴とする粉末成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008332251A JP2010149169A (ja) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 粉末成形金型装置および粉末成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008332251A JP2010149169A (ja) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 粉末成形金型装置および粉末成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010149169A true JP2010149169A (ja) | 2010-07-08 |
Family
ID=42568851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008332251A Pending JP2010149169A (ja) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 粉末成形金型装置および粉末成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010149169A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014091143A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Honda Motor Co Ltd | 多段成形装置 |
JP2014155954A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Sumitomo Denko Shoketsu Gokin Kk | 粉末成形用金型 |
-
2008
- 2008-12-26 JP JP2008332251A patent/JP2010149169A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014091143A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Honda Motor Co Ltd | 多段成形装置 |
JP2014155954A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Sumitomo Denko Shoketsu Gokin Kk | 粉末成形用金型 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5609713B2 (ja) | 歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置 | |
JP4624183B2 (ja) | 粉末成形方法 | |
JP2009127117A (ja) | 粉末成形方法 | |
JP2014500396A (ja) | 成形アプリケーション用の粉末金属の軸方向及び径方向の保持部 | |
US10646922B2 (en) | Method and device for pressing a green compact | |
JP5640814B2 (ja) | 歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置 | |
JP2010149169A (ja) | 粉末成形金型装置および粉末成形方法 | |
JP2007211277A (ja) | 粉末成形方法及び粉末成形装置 | |
JP4887178B2 (ja) | 成形用金型 | |
KR101128380B1 (ko) | 언더컷 베벨기어 단조장치 | |
JPH07116490B2 (ja) | 焼結軸受材の製造法 | |
JP7018494B2 (ja) | 成型金型、成型方法 | |
JP2010007154A (ja) | 焼結部品の圧粉体成形方法および圧粉体成形金型 | |
JP6329106B2 (ja) | 軸受の製造方法 | |
JPH09262697A (ja) | 粉末成形装置 | |
JP2018053278A (ja) | コンロッドの製造方法及びこれに用いるフォーミング金型 | |
CN109175357A (zh) | 一种螺旋齿圈模具 | |
JP2007297680A (ja) | 焼結部品の製造方法とその方法で製造した焼結部品 | |
JP4537762B2 (ja) | 段付き圧粉成形体の製造方法、製造装置、及び段付き圧粉成形体 | |
KR100249705B1 (ko) | 크랭크각 센서 휠 제작방법 | |
JP2012171011A (ja) | 粉末成形品製造方法及び粉末成形品製造装置 | |
JPH10230396A (ja) | はすば歯車の粉末成形装置 | |
JP6503612B2 (ja) | 圧粉体の製造方法 | |
JP3470739B2 (ja) | 圧粉成形体の製造方法 | |
JP2007098460A (ja) | 粉末成形用プレス金型 |