KR20010098917A - A device for forming annular articles from powder material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상부 및 하부 펀치, 상기 상부 및 하부 펀치사이에 한정되어진 주조공동(4), 코어핀 및 주형이 외주와 일치하는 내주를 가지는 상부 가압펀치(6), 하부펀치(3), 코어핀(1) 및 주형(2)을 포함하는 분말물질(5)로부터 환상의 품목(10)을 형성하는 장치에 관한 것이다. 이에따라 상기 코어핀은 주형에 대해 움직일 수 있다.The present invention is the upper and lower punch, the upper and lower punches, the casting cavity (4), the core pin and the upper press punch (6), the lower punch (3), the core pin having an inner circumference coinciding with the outer circumference A device for forming an annular item 10 from a powder material 5 comprising (1) and a mold (2). Accordingly, the core pin can move relative to the mold.
본 발명에 따르면 상부가압펀치(6)는 가압펀치 및 코어핀 또는 주형이 함께 움직이도록 주조공동(4)내의 분말(5)압축시 코어핀(1) 또는 주형(2)의 운동을 수행하도록 배치된다.According to the present invention, the upper pressing punch 6 is arranged to perform the movement of the core pin 1 or the mold 2 during the compression of the powder 5 in the casting cavity 4 so that the pressure punch and the core pin or the mold move together. do.
Description
본 발명은 상부 및 하부 펀치, 상기 상부 및 하부 펀치사이에 한정되어진 주조공동, 코어핀 및 주형이 외주와 일치하는 내주를 가지는 상부 가압펀치, 하부펀치 코어핀 및 주형을 포함하는 분말물질로부터 환상의 품목을 형성하는 장치에 관한 것이다. 이에따라 상기 코어핀은 주형에 대해 움직일 수 있다.The present invention relates to an annular form of a powder material comprising an upper and lower punch, a casting cavity defined between the upper and lower punches, an upper press punch, a lower punch core pin and a mold having an inner circumference in which the core pin and the mold coincide with the outer circumference. It relates to an apparatus for forming an item. Accordingly, the core pin can move relative to the mold.
고정바닥벽 및 고정측면측을 가지는 주조공동내에 위치한 분말금속을 압축함으로써 지지링과 같은 관형상의 품목을 제조할 때 만나게 되는 문제점은 특히 관형품목이 벽두께에 비해 클 때 품목이 평평하게 않게 압축된다는 것이다.The problem encountered when manufacturing tubular items such as support rings by compressing powder metal located in a casting cavity having a fixed bottom wall and a fixed side is particularly uncompressed when the tubular items are larger than the wall thickness. It is.
이것은 압축 에너지의 대부분이 마찰열로 소모되도록하는 압축단계동안 금속분말내의 입자와 주조공동의 벽사이의 마찰열로 인한 것이다. 이것은 압축된 관형품목이 다른 부분에서보다 가압펀치근처에 있는 부분에서 더 압축되게 한다.This is due to the frictional heat between the particles in the metal powder and the walls of the casting cavity during the compression phase, where most of the compression energy is consumed by the frictional heat. This allows the compressed tubular item to be more compressed near the pressure punch than in other parts.
EP-A1-0 450 784는 청구범위 제 1항의 전단부에 따라 원통형 압축을 형성하는 장치를 서술하고 있다. 상기 장치에서, 하부펀치를 제외한 모든 요소는 압축공정동안 다른 진행속도로 움직이게 되어 장치의 구성이 복잡하고 고비용이 들도록 하게된다.EP-A1-0 450 784 describes an apparatus for forming a cylindrical compression according to the front end of claim 1. In the apparatus, all elements except the lower punch are moved at different speeds during the compression process, making the construction of the apparatus complicated and expensive.
본 발명의 목적은 관형상의 품목의 압축이 고정바닥벽 및 고정측면벽이 형성된 주조공동을 가지는 장치에서보다 더욱 평평하게 이루어지고 단순한 구조를 가지는 장치를 달성하고자 하는 것이다.It is an object of the present invention to achieve an apparatus having a simpler structure and that the compression of tubular articles is made flatter than in an apparatus having a cast cavity with a fixed bottom wall and a fixed side wall.
본 발명의 목적은 상부 가압펀치, 하부펀치, 코어핀 및 상부 및 하부펀치의 외주와 일치하는 내주를 가지는 주형, 상부 및 하부펀치사이에 한정되어진 주조공동, 코어핀 및 주형을 포함하고 이에따라 상기 코어핀은 상기 주형에 대하여 움직일 수 있는 분말금속으로부터 관형상의 품목을 형성하는 장치에 있어서,An object of the present invention includes a casting cavity, a core pin and a mold defined between an upper press punch, a lower punch, a core pin and a mold having an inner circumference coinciding with the outer circumference of the upper and lower punches, the core pin and the mold, and accordingly the core The pin is an apparatus for forming a tubular item from a powdered metal that is movable relative to the mold.
가압펀치 및 코어 핀 또는 주형이 함께 움직이도록 주조공동내의 분말을 압축하는 동안 코어핀 또는 주형의 움직임이 실행되게 상부 가압핀이 배치되는 것을 특징으로 하는 장치에 의해 달성된다.An upper press pin is arranged so that the movement of the core pin or the mold is carried out while compressing the powder in the casting cavity such that the press punch and the core pin or the mold move together.
상기 장치에서, 금속 분말내의 입자와 코어핀의 벽과 주형사이의 마찰력은 주조공동내의 관형상소재가 높이를 통하여 더 평평하게 압축되도록 가압단계동안 서로 균형을 이루게 된다.In this arrangement, the frictional forces between the particles in the metal powder and the wall of the core pin and the mold are balanced with each other during the pressing step so that the tubular material in the casting cavity is compressed more evenly through the height.
도 1은 가압공정이전의 장치를 도시하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a device according to a preferred embodiment of the present invention showing the device prior to the pressing process.
도 2는 가압공정의 마지막에서 상기 장치를 도시하는 도 1 과 유사한 도면이다.FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 showing the apparatus at the end of the pressing process.
* 부호설명* Code Description
1: 코어핀 2: 주형1: core pin 2: mold
3: 하부펀치 4: 주조공동3: lower punch 4: casting cavity
5: 소재 6: 가압펀치5: material 6: press punch
7: 하부단부표면 8: 상부단부표면7: Lower end surface 8: Upper end surface
9: 스프링 10: 링9: spring 10: ring
바람직한 실시예에서, 상기 코어핀은 상부 단부가 라인내에 또는 주형의 상부벽 위에 위치하는 제 1 위치와 코어핀의 상부벽이 주형의 상부벽밑에 위치하는 제 2위치사이에서 움직일 수 있다. 상기 코어핀은 주형의 제 1 상부벽에 대해 편향되는 잇점을 가진다.In a preferred embodiment, the core pin can move between a first position where the upper end is in the line or on the top wall of the mold and a second position where the top wall of the core pin is below the top wall of the mold. The core pin has the advantage of being biased against the first top wall of the mold.
또한, 상부가압펀치는 제 1 위치내에 상기 가압펀치가 제 1 위치로부터 하방운동을 따르게 코어핀을 강제하도록 코어핀의 상부단부벽과 접촉하는 하부벽의 부분을 가지고, 상기 상부 가압펀치는 분말물질을 삽입하도록 주조공동을 열기위해 제 1 위치로부터 상방으로 움직일수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the upper press punch has a portion of the lower wall in contact with the upper end wall of the core pin to force the core pin in the first position to follow the downward motion from the first position, the upper press punch having a powder material It is desirable to be able to move upward from the first position to open the casting cavity to insert the.
하부펀치는 주조공동으로부터 압축된 품목을 배출하기이해 상방으로 움직일 수 있는 잇점을 가진다.The lower punch has the advantage of being able to move upwards in order to release the compressed item from the casting cavity.
제 2 실시예에서, 상기 코어핀은 상부가압펀치에 통합된 부분이다.In a second embodiment, the core pin is an integral part of the upper pressure punch.
상술한 용어 "관형상의 품목"은 환상과는 다른 형상 즉, 직사각형 및 열린 관형상 즉 예를들어 U자 형상의 섹션을 가지는 관형상의 품목이 형성된 섹션을 가지는 품목을 포함한다.The term "tubular item" mentioned above includes an item having a section in which a tubular item is formed having a shape different from that of the annular shape, that is, a rectangular and open tubular shape, for example a U-shape.
도 1 및 도 2의 장치는 원통형 코어핀(1)과 원통형 공간이 코어핀과 주형사이에서 한정되도록 코어핀(1)의 직경보다 더 큰 직경의 내부직경을 가진 환상의 주형(2)을 포함한다. 중공실린더가 형성된 하부펀치(3)는 코어핀과 주형사이의 환상의 공간에 맞는 크기로 형성되며 하부펀치(3)의 상부벽은 주조공동(4)의 바닥벽을구성한다. 분말금속의 소재(5)는 도 1의 상기 공동내에 배치된다.The device of FIGS. 1 and 2 comprises an annular mold 2 having an inner diameter larger than the diameter of the core pin 1 such that the cylindrical core pin 1 and the cylindrical space are defined between the core pin and the mold. do. The lower punch 3 in which the hollow cylinder is formed is sized to fit the annular space between the core pin and the mold, and the upper wall of the lower punch 3 constitutes the bottom wall of the casting cavity 4. The raw material 5 of powder metal is arranged in the cavity of FIG.
상기 주형(2)의 내부직경과 일치하는 직경으로 형성된 원통형 몸체를 가지는 가압펀치(6)는 주형에 의해 한정된 내부 원통형공간내에서 슬라이드가능하다.The press punch 6 having a cylindrical body formed with a diameter corresponding to the inner diameter of the mold 2 is slidable in an inner cylindrical space defined by the mold.
상기 가압펀치의 하부단부표면(7)은 코어핀(1)의 상부단부부분(8)이 끼워지는 중심요홈을 가진다.The lower end surface 7 of the pressing punch has a center recess into which the upper end portion 8 of the core pin 1 is fitted.
본 발명에 따르면, 상기 코어핀은 하부펀치(3)내에서 슬라이드가능하고 코어핀의 하부단부표면과 기초의 개구부사이에 배치된 스프링(9)에 의해 제 1 위치로 편향된다. 코어핀이 제 1 위치에서 상부단부표면은 주조공동으로 채워지는 넘치는 분말의 제거를 용이하게 하기위해 주형(2)의 상부표면으로 분출된다. 도 1에서 상기 코어핀은 제 1 위치내에 배치된다.According to the invention, the core pin is deflected into the first position by a spring 9 which is slidable in the lower punch 3 and arranged between the lower end surface of the core pin and the opening of the foundation. In the first position, the core pin is ejected to the upper surface of the mold 2 to facilitate the removal of excess powder filled with the casting cavity. In FIG. 1 the core pin is disposed in a first position.
도 1에서 가압펀치(6)는 소재(5)를 압축하는 단계가 가압력 P로 하방으로 펀치(6)를 가압함으로써 발생하는 제 1 위치내에 배치된다.In Fig. 1, the pressure punch 6 is disposed in a first position where the step of compressing the raw material 5 occurs by pressing the punch 6 downward with the pressing force P.
가압펀치의 제 1 위치에서, 하부단부표면(7)내의 중심요홈의 표면은 코어핀의 상부단부부분(8)의 표면과 인접하고 상부단부부분(8)의 측면벽은 가압펀치의 하부단부표면(7)내의 요홈의 수직벽과 인접한다. 따라서, 상기 코어핀은 제 1 위치로부터 가압펀치의 하방운동을 따르게된다. 따라서, 가압공정동안 상기 가압펀치와 코어핀은 함께 움직인다. 이에따라, 코어핀의 가동벽과 주조공동(4)내에 배치된 분말물질(5)내의 입자사이에 형성된 마찰력은 분말물질내의 입자와 고정주형벽사이에 형성된 마찰력과 반대방향을 가지게 된다. 따라서, 가압공정동안 형성된 마찰력은 서로 균형을 이루고 분말물질은 높이를 통하여 더 평평하게 압축되게 된다.In the first position of the pressing punch, the surface of the center recess in the lower end surface 7 is adjacent to the surface of the upper end portion 8 of the core pin and the side wall of the upper end portion 8 is the lower end surface of the pressing punch. It is adjacent to the vertical wall of the groove in (7). Thus, the core pin follows the downward movement of the pressure punch from the first position. Thus, the pressing punch and core pin move together during the pressing process. Accordingly, the frictional force formed between the movable wall of the core pin and the particles in the powder material 5 disposed in the casting cavity 4 has a direction opposite to the friction force formed between the particles in the powder material and the fixed mold wall. Thus, the frictional forces formed during the pressing process balance each other and the powder material is compressed more evenly through the height.
도 2에서 본 발명의 장치는 가압공정의 끝에서 도시되며, 주조공동내의 분말물질은 환상의 링(10)에 압축되어진다.In Fig. 2 the device of the present invention is shown at the end of the pressing process, in which the powder material in the casting cavity is compressed into an annular ring 10.
가압펀치(6)상의 압력 P가 해제된후 주조공동으로부터 마감된 링(10)이 배출되도록 상기 하부펀치(3)가 적절한 수단에 의해 녹아웃 펀치(knock-out punch)로 작용하도록 배치된다.The lower punch 3 is arranged to act as a knock-out punch by appropriate means so that the ring 10 closed from the casting cavity is discharged after the pressure P on the pressure punch 6 is released.
예를들어 하부밑치(3)밑의기초내에 배치된 유압피스톤은 작용시 상방으로 배치된 하부펀치를 누르도록 배치될 수 있다. 상기 링(10)이 배출되기 전에 상기 상부가압펀치(6)는 주조공동(4)으로부터 링(10)을 제거하기 용이하도록 도 1에서 도시된 위치위의 위치로 하방으로 움직인다.For example, the hydraulic piston disposed in the foundation under the lower base 3 may be arranged to press the lower punch disposed upward when acting. Before the ring 10 is discharged, the upper pressing punch 6 moves downward to a position above the position shown in FIG. 1 to facilitate removal of the ring 10 from the casting cavity 4.
상기 장치가 역시 미리형성된 광형상의 품목 또는 그린몸체의 형태로 분말물질을 압축하기위해 사용되는 것은 통상적인 것이며 따라서 상기 장치는 주조공동으로 상기 미리형성된 품목의 삽입을 용이하게 하도록 설계되는 것이 바람직하다.It is common for the device to be used to compress the powder material in the form of a preformed optical item or green body as well, and the device is therefore preferably designed to facilitate the insertion of the preformed item into a casting cavity. .
상술한 실시예는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 몇몇 관점에서 변경될 수 있다. 예를들어, 상기 가압펀치와 코어핀은 일체로 형성될 수 있다. 그러나, 상기구조는 예비장치의 사용 또는 복잡한 그린 압축의사용을 불러 일으키고 따라서 바람직하지 않다.The above-described embodiments may be changed in some respects without departing from the scope of the present invention. For example, the pressure punch and the core pin may be integrally formed. However, this structure leads to the use of a reserve device or the use of complex green compression and is therefore undesirable.
또한 가압펀치는 상술한 실시예에서 공개된 요홈대신에 전체적으로 평평한 하부단부표면을 가진다. 그러나 이것은 코어핀의 안내되지 않기 때문에 바람직하지 않다. 또한 상기 주형은 상기 실시예에서 고정된 코어핀대신에 가압공정동안 가압펀치와 함께 움직이도록 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 청구범위의 서술로 제한되어야 한다.The press punch also has a lower end surface that is generally flat in place of the recesses disclosed in the above embodiments. However, this is not desirable because the core pin is not guided. The mold may also be arranged to move with the pressing punch during the pressing process instead of the core pin fixed in the embodiment. Accordingly, the scope of the invention should be limited only by the description of the appended claims.
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