JPH0521684B2 - - Google Patents

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JPH0521684B2
JPH0521684B2 JP61069620A JP6962086A JPH0521684B2 JP H0521684 B2 JPH0521684 B2 JP H0521684B2 JP 61069620 A JP61069620 A JP 61069620A JP 6962086 A JP6962086 A JP 6962086A JP H0521684 B2 JPH0521684 B2 JP H0521684B2
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JP
Japan
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rod
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twisted
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Tokuro Kishi
Akira Shiraishi
Takashi Myazawa
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Tungaloy Corp
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Toshiba Tungaloy Co Ltd
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    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/227Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by organic binder assisted extrusion
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    • B22F3/20Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
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    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
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    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、捩れ穴を有する棒状成形体の成形方
法に関し、特に、原料粉末を素材とした押出し成
形法により捩れ穴が確実に得られるようにしたも
のである。
(従来の技術) 従来、この種の成形装置および方法として例え
ば特開昭54−159791号公報にみられるものが提案
されている。そして、この公報に開示されたもの
は、要するにねじれ溝を内周に形成した型穴が備
えられた超硬ダイの上部には、ブレーカープレー
トを配置したものであり、また、このブレーカー
プレートの下面には、先端をらせん状に捩られた
2本のガイドピンを突設するようにしているもの
である。したがつて、この装置は、前記ブレーカ
ープレート上方から原料粉末が投入され、油圧等
によつて押圧力が加えられたときには、その成形
体が捩れに沿つて型穴内を自転しながら押出され
る機構になつている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この公報に開示された方法で
は、成形体の均圧、流動性などからガイドピンが
変形乃至折損するため、所望の捩れ穴を有する成
形体の製造が困難であつた。これは、ガイドピン
を硬質化すると脆くなり、また弾力性をもたせる
と変形してしまうことからで、要すれば適切な材
料が存しないためである。また、前述したねじれ
溝とガイドピンのねじれは、当然一致させなけれ
ばならず、捩れ穴のねじれ角を変更するには、そ
の都度超硬ダイを取換えなければならない一品製
作上の問題点があつた。このようなことから、超
硬合金などの粉末冶金による捩れを伴つたドリ
ル、リーマ製品などは、高速度鋼ドリルの切削実
例などから、切削性能の大巾な向上が予見されて
いるものの実用に供されていない状況下に置かれ
ていた。
したがつて、超硬合金等からなる捩れ穴つきの
切削用ドリル、リーマ等の実現化は、有効な原料
粉末の押出し成形の方法乃至手段等の開発が問題
点になつている。
本発明は、特に押出し成形の方法および手段と
して、押出し直後の棒状成形体に有効な捩れ作用
を付与するようにして解決を図つたものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、押
出し成形体の捩れ穴については、ストレート穴の
形成を伴う押出し成形を経た後、捩れ穴に変換す
るようにしたものである。
すなわち、ストレート穴を有する棒状成形体
は、その押出し速度が検出された後、この押出し
速度および捩れ角に見合つた強制的な捩り回転が
与えられるようにしたものである。この結果、前
記ストレート穴が、所定の捩れ角をもつた捩れ穴
に変換される。そして、この強制的な捩り回転
は、捩り回転機構の公転および自転可能な捩りロ
ーラーによつて与えられる。この場合、棒状成形
体の外周部分には、捩りローラーによる捩れ痕跡
が形成されるが、この捩れ痕跡は、捩れ穴と等し
い捩れ角を有し、その深さが研削代よりも小さく
なつているものである。これは、ねじれ溝の研削
時に基準線として利用できるものである。
(作用) 本発明の捩れ穴を有する棒状成形体は、押出し
初期段階では、ストレート穴が形成されるため、
成形体の押出し密度が高くなり、捩り工程におい
て穴の変形、歪などの発生が抑制されているもの
である。
また、ストレート穴の形成に続く捩り工程で
は、棒状成形体の外周部に押出し速度および捩れ
角に見合つた強制的な捩り回転が捩りローラーに
よつて与えられるため、所定の捩れ角が正確に形
成されるものである。そして、この捩りローラー
による捩れ痕跡は、研削代よりも小さくなつてお
り、捩れ溝の形成にあたつては基準線になること
から、中間製品として有効となるものである。
(実施例) 以下、本発明捩れ穴を有する棒状成形体の成形
方法における一実施例について、成形装置を基に
して説明する。
第1図および第2図は、本発明方法に適用され
る押出し成形装置の概念を示すもので、上部ベー
ス1および下部ベース2間で棒状成形体3が成形
されるようになつている。
そして、上部ベース1の取付け穴5には、押出
し機4が取付けられ、シリンダー6内の原料粉末
7をピストン8または図示しないスクリユーによ
り加圧するようにしている。この場合、原料粉末
7は、超硬合金、サーメツト、セラミツクなどを
ベースとした所定成分からなるもので、溶剤など
のほかに押出しに必要な可塑剤などが適宜添加さ
れている。可塑剤は、通常、ゴム溶液、澱粉、人
工樹脂、固形パラフインなどからなる。そして、
この原料粉末7は、ゴム粘土状に練られるが押出
しノズル9を通過するときに、コア部材10によ
つて、ストレート穴11が形成される。ストレー
ト穴11をまず形成するようにしたのは、押出し
成形体の密度を高め、穴変形、歪などをできるだ
け抑制するためである。すなわち、前述した特開
昭54−159791号公報のように、押出しノズル9内
で捩れ溝および捩れ穴を形成することは、ピンの
変形に伴なう穴変形、歪の発生などから、困難さ
を伴い、実用的でないからである。この場合、前
記コア部材10は、第3図a〜cに示されている
ように供給穴12を備えた鍔部材13、截頭状の
円錐部14およびコアロツド15からなるもので
ある。そして、このコア部材10は、粘土状の原
料粉末7の供給が円滑になるよう配慮される。し
たがつて、前記円錐部14は、粘着性を伴つた原
料粉末7の流動性および高密度性を活かすめに存
在させたものである。また、押出しノズル9の円
錐穴16内では、粘土状の原料粉末7が滞留する
ようなデツドスペースをなくす必要があり、前記
供給穴12についても、押出し方向にテーパーを
付するようにしている。
なお、前記コアロツド15は、円錐部14の截
頭面に2本突設されているが、これは、捩れ穴1
7の数、形状等により適宜変更できるものであ
る。
しかして、押出しノズル9から押出された棒状
成形体3は、その外周部に強制的な捩り回転が付
与され、ストレート穴11が捩れ穴17に変換さ
れる。この捩り回転は、前記ストレート穴11の
捩れ角に直接影響するため、まず押出し速度が例
えばタツチローラー18およびロータリーエンコ
ーダー19によつて検出され、次いで、この検出
速度を基にして、マイコンなどの制御装置20に
よつて捩れ角に見合う捩り回転が演算される。し
たがつて、捩り回転機構21には、1対の歯車2
2,23が備えられ、捩りローラー24側の歯車
22に押出し速度および捩れ角に見合つた所定の
回転が与えられる。なお、タツチローラー18に
ついては、棒状成形体3に押圧力がかゝるため、
図示しない1対の回転ローラーなどを等配するこ
とによつて影響がないように配慮されている。
前記捩り回転機構21は、前記下部ベース2に
取付けられるもので、前述した1対の歯車22,
23および捩りローラー24のほか回転駆動源と
してのパルスモーター25、歯車22の回転を円
滑にするためのベアリング26などからなる。そ
して、捩りローラー24は、第2図で示されてい
るように、ベアリング26によつて支持された前
記歯車22側にあつて、取付け板27上に設置さ
れる。したがつて、この捩りローラー24は、前
記歯車22によつて公転し、棒状成形体3の押出
し移動によつて自転する。また捩りローラー24
の外周縁には、捩り回転の付与を確実にするた
め、棒状成形体3に喰い込んで、捩れ痕跡を残す
例えば歯車状の刻み目28が形成される。この捩
れ痕跡は、ドリルなどの捩れ溝の研削時に基準線
としての役目をなすもので、前記捩れ穴17と等
しい捩れ角を有し、その深さが研削代よりも小さ
くなつているものである。
なお、棒状成形体3の断面形状が、第1図およ
び第2図におけるような円形ではなく、例えば第
4図に示されるような1対の捩れ溝29を形成す
るようにしたドリルの横断面形状である場合に
は、2つの捩りローラー24によつて外周部分に
捩り回転を与える。また、捩れ穴17についても
円形でなく、第4図で示されるような略三角形を
示す異形穴も可能である。
さらに、前記歯車23は、パルスモーター25
に連結されることにより、前記歯車22を介して
捩りローラー24に捩り回転を伝達するが、この
捩り回転の量は、前述したようにパルスモーター
25に接続された制御装置20により演算決定さ
れるものである。
このようにして構成された棒状成形体3は、直
接的には、捩りローラー24によつて捩り回転が
与えられ、第1図でみられるようにストレート穴
11が捩れ穴17に変換形成され、所定の長さで
切断される。次いで、切断された棒状成形体3
は、予備焼結後真空炉などの炉中で焼結され、こ
の結果捩れ穴17を備えた棒状素材が製造され、
第5図および第6図で示されるようなソリツドド
リル30などの素材として提供される。また、第
7図で示されるように、先端部のみを超硬合金と
し、後方の本体部分31およびシヤンク部分32
を鋼製とするものにも適用できる。これは、前述
した特開昭54−159791号公報にみられるものであ
る。
なお、前記棒状素材は、前述した刻み目28に
より捩れ痕跡が形成されているが、研削代の範囲
内であるため特に問題とならないものである。む
しろ、中間製品としては、捩れ溝の研削成形時に
は、捩れ角の目安となり、有効となるものであ
る。
実施例 1 まず、粘土状の原料粉末7として、鋼用ドリル
に好適する超硬合金の成分組成を選択し、第1図
および第2図におけるような成形装置を用いて、
棒状成形体3を成形し、予備焼結後所定の長さに
切断した。したがつて、この棒状成形体3は、横
断面として円形を呈し、2つの捩れ穴17を形成
しているものである。
そして、所定の長さに切断された棒状成形体3
は、真空炉中、1450℃で1時間保持してソリツド
形式のツイストドリルの素材を焼結した。なお、
捩れ角は、30°を目標に設定したが、このときの
押出し検出速度は、約1.5m/minで、捩りロー
ラー24の公転数は約20r.p.mとして、所定の捩
り速度を付与したものである。そして、捩れ角
は、刻み目28による捩れ痕跡が30°になつてい
ることを確認した。
このようにして得られた焼結済の素材は、研削
工程により捩れ溝29、切刃稜33、ランド3
4、マージン35などが研削され、第5図および
第6図にみられるような直径8mmφのツイストド
リルを得た。
そして、このソリツドドリルで、S55Cを被削
材とする穴あけを行なつた。このときの切削条件
は、加工深さが8mmで送りfを0.1mm/revの一定
とし、切削速度Vを30m/min、60m/min、
100m/minと変化させ、また、切削油はその圧
力が7Kg・f/cm2で、油量を3/minとしたも
のである。この結果、切屑は、切削速度を上げる
につれて小さく分断された。これは、構成刃先が
消失するためである。これに対し、捩れ穴17を
有しない通常のドリルの穴あけでは、外部から給
油をしたが、切屑の延性が増して、焼けて長く延
びる傾向を示した。これは、切削速度を上げるに
つれて切削油が供給されにくいことからである。
また、加工深さを48mmとして、切削速度V=60
m/min、送りf=0.2mm/revの条件で、上記と
同じS55Cを穴あけ加工したが、捩れ穴17を有
するソリツドドリルでは、切屑が小さく分断さ
れ、切屑排出性が良好であつた。これは、冷却効
果で、切屑が切れることおよび切削油の圧力によ
つて切屑が押出されることからである。
なお、前述したソリツドドリルについては、
PVD、CVDなどのコーテイング処理でTiN、
TiCなどの硬質層を被覆すれば、切削性能をさら
に向上できる。特に、切削速度の向上および寿命
の延長が期待できるものである。
(発明の効果) 本発明は、以上説明したように捩れ穴を有する
棒状成形体およびその成形方法が提供されるよう
にしたものであるから以下のような効果を有す
る。
第1に、超硬合金等を製造する粉末冶金法にお
いて、捩れ穴17を有する棒状成形体3の製造か
確実に行なえるようになつたことである。これ
は、押出し法を利用してストレート穴の形成から
捩れ穴の形成による変換工程を経たことから、穴
部の変形、歪が抑制されたためである。
第2に、得られた棒状成形体3を焼結した素材
とすることにより、油穴つきのツイストドリル等
に応用でき、切削性能の向上を図れることであ
る。これは、従来の高速度鋼による効果から充分
推定できるものであるが、現実の切削試験からも
確認されたものである。
第3に、ドリルなどの捩れ溝の研削にあたつて
は、捩りローラー24による捩れ痕跡を基準とし
て利用できることである。したがつて、捩れ溝の
研削作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明捩れ穴を有する棒状成形体お
よびその成形方法に適用される成型装置を概念的
に示す要部を断面した正面図、第2図は、第1図
中の捩り回転機構を示す上面図、第3図は、コア
部材を示す図であり、aは正面図、bは上面図、
cは下面図、第4図は、棒状成形体の変形例を示
す要部の断面図、第5図は、ソリド形式のツイス
トドリルに適用した正面図、第6図は、拡大した
底面図、第7図は、変形例を示すツイストドリル
の正面図である。 1……上部ベース、2……下部ベース、3……
棒状成形体、4……押出し機、6……シリンダ
ー、7……原料粉末、8……ピストン、9……押
出しノズル、10……コア部材、11……ストレ
ート穴、12……供給穴、14……円錐部、15
……コアロツド、16……円錐穴、17……捩れ
穴、18……タツチローラー、19……ロータリ
ーエンコーダー、20……制御装置、21……捩
り回転機構、22,23……歯車、24……捩り
ローラー、25……パルスモーター、28……刻
み目。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 粘土状の原料粉末を押出ノズルから押出し成
    形して、その内部には押出し方向に延びる捩れ穴
    が形成されるようにした捩れ穴を有する棒状成形
    体の成形方法において、 前記棒状成形体は、押出しノズル内では、コア
    部材によりストレート穴が形成され、押出しノズ
    ルから押出された後では、棒状体の押出し速度が
    検出されるとともに、この押出し速度および捩れ
    穴の捩れ角に見合つた捩り回転が制御装置によつ
    て演算されるようになつており、さらに演算され
    た捩り回転が捩り回転機構の公転および自転可能
    な少なくとも1対の捩りローラーによつて伝達さ
    れることにより、前記ストレート穴が捩れ穴に変
    換されるようにしたことを特徴とする捩れ穴を有
    する棒状成形体の成形方法。 2 粘土状の原料粉末を押出ノズルから押出し成
    形して、その内部には押出し方向に延びる捩れ穴
    が形成されるようにした捩れ穴を有する棒状成形
    体の成形方法において、 前記棒状成形体は、押出しノズル内では、コア
    部材によりストレート穴が形成され、押出しノズ
    ルから押出された後では、棒状体の押出し速度が
    検出されるとともに、この押出し速度および捩れ
    穴の捩れ角に見合つた捩り回転が制御装置によつ
    て演算されるようになつており、さらに演算され
    た捩り回転が捩り回転機構の公転および自転可能
    な少なくとも1対の捩りローラーによつて伝達さ
    れることにより、棒状成形体の内部では、前記ス
    トレート穴が捩れ穴に変換され、また棒状成形体
    の外周部分では、前記捩りローラーによる捩れ痕
    跡が前記捩れ穴と等しい捩れ角をもつて形成さ
    れ、しかもこの捩れ痕跡の深さを研削代よりも小
    さくしていることを特徴とする捩れ穴を有する棒
    状成形体の成形方法。
JP6962086A 1986-03-27 1986-03-27 捩れ穴を有する棒状成形体の成形方法 Granted JPS62228312A (ja)

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JP6962086A JPS62228312A (ja) 1986-03-27 1986-03-27 捩れ穴を有する棒状成形体の成形方法

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JP23400989A Division JPH0663003B2 (ja) 1989-09-08 1989-09-08 押出し成形機

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JPS62228312A JPS62228312A (ja) 1987-10-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54159719A (en) * 1978-06-08 1979-12-17 Ishii Tekkosho Kk Heat insulation construction of doubleeshell low temperature tank

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JPS62228312A (ja) 1987-10-07

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