JPS6178599A - Metallic mold for fine working - Google Patents
Metallic mold for fine workingInfo
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- JPS6178599A JPS6178599A JP19922284A JP19922284A JPS6178599A JP S6178599 A JPS6178599 A JP S6178599A JP 19922284 A JP19922284 A JP 19922284A JP 19922284 A JP19922284 A JP 19922284A JP S6178599 A JPS6178599 A JP S6178599A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
- B30B15/022—Moulds for compacting material in powder, granular of pasta form
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、被加工材料の温間加工領域以上の温度におい
て、被加工材料表面に２００μｍ程度以下の凹凸形状を
設ける加工をおこなうための微細加工用金型に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is used for micro-machining to form irregularities of approximately 200 μm or less on the surface of a workpiece at temperatures above the warm processing range of the workpiece. It is related to molds.
従来例の構成とその問題点
微細加工用金型を作製するには、機械加工もしくはエツ
チングによる方法や組み合わせ金型による方法が考えら
れる。前者は形状精度の確保、特に金型表面のエツジ部
の現出が困難であった。また後者は、エツジ部の現出は
可能であるが、金型部品の組み合わせによるため、高さ
精度を確保するために各金型部品の精度を厳格に押さえ
ることが必要であった。Conventional Structure and Problems In order to produce a mold for microfabrication, methods using machining or etching, and methods using a combination mold can be considered. In the former case, it was difficult to ensure shape accuracy, especially to make the edges of the mold surface appear. In the latter case, it is possible to make the edge appear, but because it depends on the combination of mold parts, it is necessary to strictly control the precision of each mold part in order to ensure height accuracy.
発明の目的
本発明の目的は、上記従来の微細加工用金型を用いた加
工法の欠点を解消し、敵細な凹凸形状を有する金型の製
作を容易にすることである。OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional processing methods using molds for micromachining, and to facilitate the manufacture of molds having extremely fine irregularities.
発明の溝成
本発明は、貫通孔を有するダイスプレートと、この貫通
孔に嵌入され、先端面が室温においてダイスプレートの
表面と同一面をなすように配置されたダイスプレートと
同等の熱膨張係数を有するラムと、ダイスプレート及び
ラムとは異なる熱膨張係数を有し、ダイスプレート及び
ラムの少くとも一方を貫通孔の軸方向に支持するサポー
トプレートから構成された金型であって、被加工材料の
温間加工領域以上の温度において、ダイスプレート及び
ラムとサポートプレートとの熱膨張差により、ラムをダ
イスプレートの表面から突出させるか、まだは引っ込ま
せて、金型の表面に２００μｍ程度以下の凹凸形状が現
出するようＫしたことを特徴とするものであり、形状の
精度及び金型製作の容易さの点で非常に有効である。Grooving of the Invention The present invention provides a die plate having a through hole, and a die plate that is fitted into the through hole and has a coefficient of thermal expansion equivalent to that of the die plate that is disposed so that its tip surface is flush with the surface of the die plate at room temperature. a support plate that has a thermal expansion coefficient different from that of the die plate and the ram and that supports at least one of the die plate and the ram in the axial direction of the through hole, At temperatures above the warm processing range of It is characterized by being shaped so that an uneven shape appears, and is very effective in terms of shape accuracy and ease of mold production.
実施例の説明
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
ｖ、１図（ａ）乃至第１図（ｄ）は、本発明の第１実施
例における金型の構成と製作方法及びその機能を示す断
面図である。第１図（ａ）は、室温において金型表面の
研磨仕上げをする前の断面図であり、ダイスプレート（
１）にｌＳｉ隔を置いて設けられた貫通孔（１ａ）に、
ダイスブレートド同等の熱膨張係数を有する７ランジ形
状ラム（２）が嵌入され、そのラム（２）の先端面がダ
イスプレート（１）の表面よりも僅かに突出している。FIG. 1(a) to FIG. 1(d) are cross-sectional views showing the structure, manufacturing method, and function of a mold in a first embodiment of the present invention. Figure 1(a) is a cross-sectional view of the mold surface before polishing at room temperature, and shows the die plate (
In the through hole (1a) provided at lSi intervals in 1),
A seven-flange-shaped ram (2) having a coefficient of thermal expansion equivalent to that of the die plate is fitted, and the tip surface of the ram (2) slightly protrudes from the surface of the die plate (1).
そして、それらとは熱膨張係数の異なるサポートプレー
ト（３）がラム（２）間に配置され、ダイスプレート（
１）を貫通孔（１ａ）の軸方向に支持している。さらに
、ダイスプレート（１）及びラム（２）の高さ精度を確
保するだめの当て板（４）が、ラム（２）及びサポート
プレート（３）の底部に接触した状態で設けられている
。A support plate (3) having a different coefficient of thermal expansion is placed between the rams (2), and a die plate (3) is placed between the rams (2).
1) is supported in the axial direction of the through hole (1a). Further, a backing plate (4) for ensuring the height accuracy of the die plate (1) and the ram (2) is provided in contact with the bottom of the ram (2) and the support plate (3).
ここで、ダイスプレート（ｔＪとラム（２）のはめ合い
部？）はＨ７程度以下の精度とする。ラム（２）とサポ
ートプレート（３）間には隙間（ロ）が設けてあり、被
加工材を加工する温度において、ラム（２）とサポート
（３）が接触しないように設定しておく。さらに、ラム
（２）の抜は出しを防止する突出部（ハ）がそのラム（
２）の底部に形成されている。このように、ダイスプレ
ート（１）、ラム（Ｚ） 、サポートプレー）（３）と
当て板（４）を第１図（ａ）のように組み合わせり後、
ダイスプレートの表面に）とラムの表面（ホ）を同時に
研磨仕上げし、第１図（ｂ）のように金型表面を一様な
面にする。この研磨による金型表面の高さ精度はそれほ
ど重要でなく、通常の機械加工による精度で十分である
。この研磨仕上げによって、被加工材料の加工温度にお
いて凹凸部の高さ精度が故μｍ以下の金型を容易に製作
することができる。第１図（Ｃ）は、第１図中）のよう
に研磨仕上げした金型を加工温度まで加熱したときの断
面図で、ダイスプレート（１）とラム（２）よりもサポ
ートプレート（３）の熱Ｍ張係数が小さい場合である。Here, the precision of the die plate (fitting part between tJ and ram (2)?) is approximately H7 or less. A gap (b) is provided between the ram (2) and the support plate (3), and is set so that the ram (2) and the support (3) do not come into contact at the temperature at which the workpiece is processed. Furthermore, the protruding part (c) that prevents the ram (2) from being pulled out is attached to the ram (2).
2) is formed at the bottom. After assembling the die plate (1), ram (Z), support plate (3) and backing plate (4) as shown in Fig. 1(a),
The surface of the die plate () and the surface of the ram (e) are polished at the same time to make the mold surface uniform as shown in Figure 1(b). The height accuracy of the mold surface obtained by this polishing is not so important, and the accuracy obtained by ordinary machining is sufficient. By this polishing, it is possible to easily manufacture a mold whose height accuracy of the uneven portion is less than μm at the processing temperature of the material to be processed. Figure 1 (C) is a cross-sectional view of the polished mold shown in Figure 1) when heated to the processing temperature, where the support plate (3) is lower than the die plate (1) and ram (2). This is the case when the thermal M tensile coefficient of is small.
たとえば、ダイスプレート（１）とラム（２）にステン
レス鋼、すボートプレート（３）忙ＴｉＣ基切削合金を
用いた場合、熱膨張係数はそれぞれ２０Ｘ１０ １
）と９Ｘ１０ ｆ℃ ）である。今、室温におけるサ
ポートプレート（３）の高さの）を１０１１１とし８０
０℃まで加熱した場合、ダイスプレート（１）とラム（
２）との間で約８５μｍの高低差（ｄ）を精度よく得る
ことができ、エツジ部（へ）の現出も容易である。また
、ダイスプレート、ラムとサポートプレートに用いる材
料の組み合わせ、及び室温（でおける金型の高さや加工
温度を変えることにより、ダイスプレート（１）とラム
（２）の高低差（ｄ）を種々にしかも精度よく変化させ
ることができる。またダイスプレート（１）とラム（２
）の熱膨張係数を同等にしておくことで、被加工材料の
加工温度においてもはめ合い部（イ）の隙間を十分に小
さく保つことができる。したがって、加工温度が変動す
る場合や粉末材料の加工あるいは樹脂成形加工等の場合
においても、はめ合い部ビ）に被加工材料が入るのを防
ぐことができる。第１図（ｄ）は、ダイスプレート（１
）トラム（２）よりもサポートプレート（３）の熱Ｕ張
係数が大きい場合の加工温度における状態分示す断面第
２図（ａ）及び第鍾馳）は、本発明の第２の実施例にお
ける金型の構成と機能を示す断面図である。For example, when the die plate (1) and ram (2) are made of stainless steel, and the board plate (3) is made of TiC-based cutting alloy, the coefficient of thermal expansion is 20×10 1
) and 9×10 f°C). Now, let us assume that the height of the support plate (3) at room temperature is 10111 and 80
When heated to 0℃, the dice plate (1) and the ram (
2), a height difference (d) of approximately 85 μm can be obtained with high accuracy, and the edge portion (to) can be easily appeared. In addition, by changing the combination of materials used for the die plate, ram, and support plate, the height of the mold at room temperature, and the processing temperature, the height difference (d) between the die plate (1) and the ram (2) can be varied. Moreover, it can be changed with high precision.Also, the die plate (1) and ram (2)
) by keeping the same coefficient of thermal expansion, the gap in the fitting part (a) can be kept sufficiently small even at the processing temperature of the workpiece material. Therefore, even when the processing temperature fluctuates or when processing powder materials or resin molding, it is possible to prevent the material to be processed from entering the fitting portion B). FIG. 1(d) shows the die plate (1
) The cross section shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration and function of a mold.
第２図（ａ）は、同等の熱膨張係数をもつダイスプレー
ト（１）とラム（２，）およびそれらと熱膨張係数の異
なるサポートプレート（３）を組み合わせ、室温にてダ
イスプレート（１）とラム（２）の表面を研磨仕上げし
たものを示す。第１図（ａ）に示した実施例と異なる点
は、ラム（２）の下部にサポートプレー１（３）を設け
たことである。ラム（２）とサホ゛−ドブレート（３）
は、接合しない場合は、ラム（２）の底部に突出部（ハ
）を設け、ラム（２）が上方に抜は出ないようにする。Figure 2 (a) shows a combination of a die plate (1) and a ram (2,) with the same coefficient of thermal expansion, and a support plate (3) with a different coefficient of thermal expansion. This shows the polished surface of the ram (2). The difference from the embodiment shown in FIG. 1(a) is that a support plate 1 (3) is provided below the ram (2). Ram (2) and Sahodo Brate (3)
If the ram (2) is not to be joined, a protrusion (c) is provided at the bottom of the ram (2) to prevent the ram (2) from protruding upward.
なお、ラム（２）とサポートプレート（３）との接触面
積が小さい場合、拡散接合、ろう付、あるいは締結等に
よる接合を行なってもよい。Note that if the contact area between the ram (2) and the support plate (3) is small, the bonding may be performed by diffusion bonding, brazing, fastening, or the like.
、￥’：２［ｆｆｌΦ）は、ダイスプレート（１）トラ
ム（２） Ｊ： リもサホ゛−ドブレート（３）の熱膨
張係数が大きい場合て、被加工材料の加工温度まで加熱
したときのダイスプレート（１）とラム（２）の間に生
じる凹凸形状を示す断面図である。, ¥': 2 [fflΦ) is the die plate (1) tram (2) FIG. 3 is a cross-sectional view showing the uneven shape that occurs between the plate (1) and the ram (2).
第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は、本発明の第１の実施
例の金型を用いて圧縮加工をおこなう場合の断面図を示
すものである。室温において、ダイスプレート（１）、
ラム（２）とサポートプレート（３）よりなる微細加工
用金型に、被加工材料（５）とポンチ（６）を第３図（
ａ）のように設置する。これを加工温度まで加熱すると
ダイスプレート（１ントラム（２）の金型表面に凹凸が
生じるので、ポンチ（６）により圧縮応力を加えると第
３図（ｂ）に示すように金型表面の凹凸を被加工材料（
５） ＶＣ転写することができる。FIGS. 3(a) and 3(b) show cross-sectional views when compression processing is performed using the mold of the first embodiment of the present invention. At room temperature, the dice plate (1),
The workpiece material (5) and punch (6) are placed in a micromachining mold consisting of a ram (2) and a support plate (3) as shown in Figure 3 (
Install as in a). When this is heated to the processing temperature, unevenness occurs on the mold surface of the die plate (1 tram (2)), so when compressive stress is applied with a punch (6), the mold surface becomes uneven as shown in Figure 3 (b). The workpiece material (
5) Capable of VC transcription.
第４図は、第３図（ａ）と同じ金型を用いて、成形加工
をおこなう場合の断面図を示すものである。手順は、第
３図（ａ）及び第３図（ｂ）の場合と同様である。被成
形材料（γ）としては、たとえば樹脂、溶融金謂や粉末
材料を用いることができる。FIG. 4 shows a cross-sectional view when molding is performed using the same mold as in FIG. 3(a). The procedure is the same as in the case of FIGS. 3(a) and 3(b). As the material to be molded (γ), for example, resin, molten metal, or powder material can be used.
発明の効果
本発明は、同等の熱膨張係数をもつダイスプレートとラ
ムおよびこれらとは熱膨張係数の異なるサポートプレー
トから構成され、被加工材料の温間加工領域以上の温度
忙おいて、ダイスプレートあるいはラムとサポートプレ
ートとの熱膨張差により金型表面に２００μｍ程度以下
の凹凸形状を現出させた金型であり、形状の精度および
金型製作の容易さの点で非常に有効である。さらに加工
温度が変動する場合にもダイスプレートとラムのはめ合
い部に被加工材料が入り込まないため、圧印等の圧縮加
工、樹脂成形加工や粉末成形加工等にも広く応用できる
金型である。Effects of the Invention The present invention is composed of a die plate and a ram having the same coefficient of thermal expansion, and a support plate having a different coefficient of thermal expansion from these. Alternatively, the mold has an uneven shape of about 200 μm or less on the mold surface due to the difference in thermal expansion between the ram and the support plate, and is very effective in terms of shape accuracy and ease of mold manufacturing. Furthermore, even when the processing temperature fluctuates, the material to be processed does not enter the fitting area between the die plate and the ram, so this mold can be widely applied to compression processing such as coining, resin molding, powder molding, etc.
第１図（ａ）は同等の熱膨張係数を有するダイスプレー
ト及びラムと、その係数よりも小さい熱膨張係数のサポ
ートプレートから構成された金型の表面を研磨仕上げす
る前の状態を示す本発明の微細加工用金型の第１実施例
の断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示した金型の
表面を室温において研磨仕上げした状態を示す断面図、
第１図（Ｃ）は第１図（ｂ）に示した金型を加工温度ま
で加熱したときの状態を示す断面図、第１図（ｄ）はダ
イスプレート及びラムよりも大きい熱膨張係数のサポー
トプレートを使用した金型の加工温度における状態を示
す断面図、第２［ｆｆ１（ａ）はダイスプレート及びラ
ムよりも大きい熱膨張係数のサポートプレートをラムの
下部に設けた金型の表面を室温において研磨仕上げした
状態を示す本発明の第２実施例の断面図、第２図（ｂ）
は第１図（ａ）に示した金型を加工温度まで加熱したと
きの状態を示す断面図、第３図（ａ）は第１図（ｂ）に
示した金型を使用して圧縮加工を行なう場合の室温にお
ける状態を示す断面図、
第３図中）は第３図（ａ）に示した金型を加工温度まで
加熱したときの状態を示す断面図、第４図は第３図体）
と同じ金型を使用して成形加工を行なう場合の加工温度
における状態を示す断面図である。
（１）・−・−・−・・・ダイスプレート（２）・・−
・・・−・・・−ラム
（３）・・−・−・−・・サポートプレート（４）・・
−ｍ−・−・・当て板
（５）・・−・・・・−・−・・被加工材料（６）・・
−・−・−・・・・・ポンチ（７）・・−・−・−・−
被成形材料
特許出願人 松下電器産業株式会社
代 理 人 新 実 健 部（外１名）
８ 広
ジ 腺
一〇 −一□
第 ３ 口 （し）FIG. 1(a) shows the state of the present invention before polishing the surface of the mold, which is composed of a die plate and ram having the same coefficient of thermal expansion, and a support plate having a coefficient of thermal expansion smaller than the die plate and ram. 1(b) is a sectional view showing the surface of the mold shown in FIG. 1(a) polished at room temperature,
Fig. 1(C) is a cross-sectional view showing the state when the mold shown in Fig. 1(b) is heated to the processing temperature, and Fig. 1(d) is a cross-sectional view showing the state when the mold shown in Fig. 1(b) is heated to the processing temperature. A cross-sectional view showing the state of the mold using the support plate at the processing temperature, 2nd [ff1(a) shows the surface of the mold in which the support plate with a coefficient of thermal expansion larger than that of the die plate and the ram is provided at the bottom of the ram. FIG. 2(b) is a cross-sectional view of the second embodiment of the present invention showing a polished finish at room temperature.
is a cross-sectional view showing the state when the mold shown in Fig. 1(a) is heated to the processing temperature, and Fig. 3(a) is a sectional view showing the state when the mold shown in Fig. 1(b) is used for compression processing. Fig. 3(a) is a cross-sectional view showing the state at room temperature when performing the process. Fig. 4 is a sectional view showing the state when the mold shown in Fig. 3(a) is heated to the processing temperature. )
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state at a processing temperature when molding is performed using the same mold as in FIG. (1)・−・−・−・Dice plate (2)・・−
・・・−・・・−Ram (3)・−・−・−・・Support plate (4)・・・
-m-・-・・Packing plate (5)・・・・・・・・・・Workpiece material (6)・・
−・−・−・・・Ponch (7)・・−・−・−・−
Patent applicant for molded material Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Agent Kenbu Niimi (1 other person) 8 Hiroji gland 10-1□ 3rd mouth (shi)
Claims (1)
れ、先端面が室温において前記ダイスプレートの表面と
同一面をなすように配置された前記ダイスプレートと同
等の熱膨張係数を有するラムと、前記ダイスプレート及
びラムとは異なる熱膨張係数を有し、前記ダイスプレー
ト及びラムの少くとも一方を前記貫通孔の軸方向に支持
するサポートプレートから構成された金型であつて、被
加工材料の温間加工領域以上の温度において、前記ダイ
スプレート及びラムと前記サポートプレートとの熱膨張
差により、前記ラムを前記ダイスプレートの表面から突
出させるか、または引つ込ませて、前記金型の表面に２
００μｍ程度以下の凹凸形状が現出するようにしたこと
を特徴とする微細加工用金型。a die plate having a through hole; a ram having a coefficient of thermal expansion equivalent to that of the die plate, the ram being fitted into the through hole and disposed so that its tip surface is flush with the surface of the die plate at room temperature; The mold includes a support plate that has a coefficient of thermal expansion different from that of the die plate and the ram, and supports at least one of the die plate and the ram in the axial direction of the through hole, At a temperature above the machining region, the difference in thermal expansion between the die plate and the ram and the support plate causes the ram to protrude or retract from the surface of the die plate and to contact the surface of the mold. 2
A mold for micromachining, characterized in that a mold for micromachining is characterized in that a concavo-convex shape of approximately 00 μm or less appears.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19922284A JPS6178599A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Metallic mold for fine working |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19922284A JPS6178599A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Metallic mold for fine working |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6178599A true JPS6178599A (en) | 1986-04-22 |
Family
ID=16404171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19922284A Pending JPS6178599A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Metallic mold for fine working |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6178599A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005096296A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Fujitsu Component Ltd | Die for forming waveguide |
| JP2008296480A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Fujikura Ltd | Forming die, and light guide manufacturing method |
| JP2019206030A (en) * | 2018-05-08 | 2019-12-05 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Rework press assembly for component rework system and method of using the same |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP19922284A patent/JPS6178599A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005096296A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Fujitsu Component Ltd | Die for forming waveguide |
| JP2008296480A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Fujikura Ltd | Forming die, and light guide manufacturing method |
| JP2019206030A (en) * | 2018-05-08 | 2019-12-05 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Rework press assembly for component rework system and method of using the same |
| US11292220B2 (en) | 2018-05-08 | 2022-04-05 | General Electric Company | Rework press assembly for component rework systems and methods of using the same |
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