JPH0663003B2 - 押出し成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、原料粉末を押出し成形する押出し成形機に関
し、特に捩れ穴を有する棒状成形体が確実に得られるよ
うにしたものであ。

（従来の技術） 従来、この種の押出し成形機としては、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、要するに型穴を備え
た超硬ダイの上部に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
端をらせん状に捩った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。したがって、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
等によって押圧力が加えられたときに、その成形体が捩
れに沿って型穴内を自転しながら押出される機構になっ
ている。

（本発明が解決しようとする課題） しかしながら、この機構では、成形体の均圧、流動性な
どからガイドピンにより得られた捩れ穴が変形すること
から、所望の成形体を得るのに困難さを伴うものであっ
た。このため、超硬合金などの粉末冶金による捩れを伴
ったドリル、リーマ製品などには、適用されていなかっ
た。

したがって、超硬合金等からなる捩れ穴つきの切削用ド
リル、リーマ等の実現化にあっては、有効な原料粉末の
押出し成形機の開発が問題点になっている。

本発明は、このようなことから棒状成形体に有効な捩れ
作用を付与できる押出し成形機を提供して、上記問題点
の解決を図ったものである。

（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、押出し装置
および捩り回転装置からなる押出し成形機を提供するも
のである。

すなわち、押出し装置では、ストレート穴を有する棒状
成形体を形成するため、シリンダの押出し端側には、コ
ア部材および押出しノズルを連設し、このコア部材に
は、シリンダからの原料供給穴および押出しノズルの成
形穴内に延びるストレート状のコアロッドが設けられる
ように構成したものである。

また、捩り回転装置は、棒状成形体のストレート穴を捩
れ穴に変形するため、回転テーブルおよびこの回転テー
ブル上に設けられたタッチローラから構成される。そし
て、この回転テーブルは、センサにより検知された成形
体の押出し速度に対応してねじれ角に見合うよう適正回
転し、またタッチローラは、成形体と共廻りしながら、
成形体に強制的な捩れを与えるものである。

（作用） 本発明の押出し成形機は、押出し装置の段階では、スト
レート穴が形成されるため、成形体の密度が高くなり、
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回転装置の段階で
は、棒状成形体の外周部に押出し速度に見合った強制的
な捩り回転が与えられるため、所定の捩れ角に基いた捩
れ穴が正確に形成されるものである。

（実施例） 以下、本発明押出し成形機における一実施例について、
図を参照しながら説明する。

第１図および第２図は、本発明に適用された押出し成形
機の概念を示すもので、上部ベース(1)に配置された押
出し装置(4)および下部ベース(2)に配置された捩り回転
装置(21)によって棒状成形体(3)が成形されるようにな
っている。

そして、上部ベース(1)には、前述したように押出し装
置(4)が配置されるが、この押出し装置(4)は、ピストン
(8)およびシリンダ(6)が備えられるとともに、このシリ
ンダ(6)が取付け穴(5)に取付けられ、シリンダ(6)内の
原料粉末(7)がピストン(8)または図示しないスクリュー
により加圧されるようになっている。この場合、原料粉
末(7)は、超硬合金、サーメット、セラミックなどをベ
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。この
場合可塑剤は、通常、ゴム溶液、澱粉、人口樹脂、固形
バラフィンなどからなるものである。

また、シリンダ(6)の押出し端側には、コア部材(10)お
よび押出しノズル(9)が連設されるようになっている。
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)のコ
アロッド(15)によって、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54-1
59791号公報のように、押出しノズル(9)内から捩れ溝、
捩れ穴を形成することは、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原
料供給穴(12)を備えた鍔部材(13)、截頭状の円錐部(14)
およびコアロッド(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
になるよう配置される。したがって、前記円錐部(14)
は、粘着性を伴った原料粉末(7)の流動性および高密度
性を活かすた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
滞留するようなデッドスペースをなくす必要があり、前
記原料供給穴(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、前記コアロッド(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(17)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、その外周部には、捩り回転装置(21)によって強
制的な捩り回転が付与され、ストレート穴(11)が捩れ穴
(17)に変形される。この捩り回転は、前記捩り穴(17)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
ッチローラ(18)およびロータリーエンコーダ(19)からな
るセンサによって検知され、次いで、この検知速度を基
にして、マイコンなどの制御装置(20)によって捩れ角に
見合う捩り回転が演算される。したがって、捩り回転装
置(21)は、回転テーブル(27)および捩りローラ(24)が備
えられるが、この回転テーブル(27)には、１対の歯車(2
2)(23)が備えられ、捩りローラ(24)側の歯車(22)に押出
し速度に見合った所定の回転が与えられる。なお、タッ
チローラ(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対の回転ローラなどを等配する
ことによって影響がないように配置されている。

前記捩り回転装置(21)は、前記下部ベース(2)に取付け
られるもので、前述したように回転テーブル(27)および
捩りローラ(24)からなるが、回転付与のため１対の歯車
(22)(23)の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)などが
付与される。そして、捩りローラ(24)は、第２図で示さ
れているように、ベアリング(26)によって支持された前
記歯車(22)側にあって、中央受入れ穴(27a)を有する回
転テーブル(27)上に設置される。したがって、この捩り
ローラ(24)は、前記歯車(22)によって公転し、棒状成形
体(3)の押出し移動によって自転する。また捩りローラ
(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)に喰い込むような刻み目(28)を形成する
とよい。しかし、この刻み目(28)を粗面に変更したり、
断面形状の変化により捩りローラ(24)の個数を変更した
りすることは、適宜行なうことができるものである。

したがって、例えば棒状成形体(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とする場合には、２つの捩り
ローラ(24)によって外周部分に捩り回転を与えることに
なる。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(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(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(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(24)によってた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レッド
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)およびシャンク部分(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
線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。

第５図および第６図は、本発明装置により得られた捩り
穴(17)を有する成形体を適用して、製作したソリッドド
リルを示したものである。

なお、ソリッドドリルの素材製造については、所定の長
さに切断された棒状成形体(3)が、真空炉中、1450℃、
１時間保持で焼結されたものである。また、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(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。

次いで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(34)、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ツイスト
ドリルを得た。

そして、このソリッドドリル（刃先直径φ８）で、S55C
を被削材とする穴あけを行なった。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、切削油の圧力は７kg・f/cm²、油量は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。

また、加工深さを48mmとして、切削速度Ｖ＝60m/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)を有するソリッドドリルでは、
切屑が小さく分断され、切屑排出性が良好であった。こ
れは、冷却効果で、切屑が切れることおよび切屑油の圧
力によって切屑が押出されることからである。

なお、前述したソリッドドリルについては、PVD，CVDな
どのコーティング処理で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
体の押出し成形機が提案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図に、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
えるようになったことである。これは、ストレート穴の
形成から捩れ穴の形成による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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の押出し成形機の一実施例を示す要部
を断面図示した概念的な正面図、第２図は、第１図中の
捩り回転装置を示す上面図、第３図(a)〜(c)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)…押出し装置 (6)…シリンダ、(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)…原料供給穴、(14)…円錐部 (15)…コアロッド、(16)…円錐穴 (17)…捩れ穴、(18)…タッチローラ (19)…ロータリーエンコーダ (20)…制御装置、(21)…捩り回転装置 (22)(23)…歯車、(24)…捩りローラ (25)…パルスモータ、(28)…刻み目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出し装置(4)および捩り回転装置(21)に
   より構成される押出し成形機において、 前記押出し装置(4)は原料を加圧するピストン(8)および
   原料を収容するシリンダ(6)が備えられるとともに、こ
   のシリンダ(6)の押出し端側には、コア部材(10)および
   押出しノズル(9)が連設され、しかもコア部材(10)に
   は、シリンダ(6)からの原料供給穴(12)および押出しノ
   ズル(9)の成形穴内に延びるコアロッド(15)が設けられ
   ており、 前記捩り回転装置(21)は、成形体に対する中央受入れ穴
   (27a)を有する回転テーブル(27)およびこの回転テーブ
   ル(27)上に位置する捩りローラ(24)が備えられるととも
   に、この回転テーブル(27)がセンサにより検知された成
   形体の押出し速度に対応してねじれ角に見合うよう適正
   回転し、また前記捩りローラ(24)が成形体と共廻りしな
   がら、成形体に捩れを与えるようにしたことを特徴とす
   る押出し成形機。