JPH0723482B2 - 粉末成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、粉末金属を圧縮成形してリング状部品を成
形する粉末成形装置に関し、特に、中央部の厚さが周辺
部より小さいような多段状のリング状部品を均一な圧縮
比で成形でき、かつ、構成が簡単でパンチのセットが迅
速にできるような粉末成形装置に関する。

［従来の技術］ 従来、第４図に示すようなリング状の成形体１、つま
り、下面が、中央のボス部２、中間部３及び周辺のスカ
ート部４の三段になっており、ボス部２がスカート部４
よりへこんでいるようなものを成形する場合には、第６
図に示すような粉末成形装置が使用されている。これ
は、ダイプレート５に装着部６を介して固設されたダイ
ス７の中央にコアロッド８が挿通され、ダイス７とコア
ロッド８の間に形成された環状空間９に、下から下パン
チ組合せ体10が嵌装され、この環状空間９に金属などの
粉末を装入して上パンチ11で圧縮成形するもので、この
下パンチ組合せ体10は、順次嵌入する同心の円筒状の３
つの下パンチ12,13,14からなっているものである。

ところで、このような圧縮成形において、厚さの異なる
各部2,3,4を等しい圧縮比に成形するには、成形過程に
おいて各下パンチ12,13,14の相対的な高さ位置を考える
必要がある。例えば、圧縮比が２であるようなときに
は、成形品１の厚さが装入時の粉末材料厚さの1/2とな
るが、そのためには各下パンチ12,13,14の上面の高さの
差も成形終了時において装入時の1/2になっていなけれ
ばならない。そのために、成形品１の厚さの一番大きい
スカート部４を成形する下外パンチ14を、補助プレート
15及び連結棒16,16を介して固定パンチプレート17に固
定しており、他の２つの下中パンチ13及び下外パンチ14
はそれぞれパンチプレート18,19に固定されている。こ
のパンチプレート18,19は、流体圧シリンダあるいは弾
性部材などにより上方に移動可能となっており、成形
後、粉末材料装入前に設定位置まで上昇させられ、ま
た、バックアップ部材が設けられて圧縮成形時には下外
パンチ14に対する下内パンチ13及び下中パンチ14の相対
的変位量だけ沈下するようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような従来の技術においては、下パン
チ組合せ体10の最も外側の下外パンチ14を補助プレート
15と連結棒16を介して固定パンチプレート17に連結して
いるので、両者を連結するために、パンチプレート18,1
9に中央の貫通孔20,21とは別に貫通孔22,23を形成して
上記連結棒16…を挿通させるようにしている。このた
め、連結棒16…が邪魔になって各下パンチ12,13,14のセ
ットが非常にやりにくく、時間がかかる作業となってい
た。このような欠点を回避するためには、最も内側の下
内パンチ12を固定パンチプレート17に連結すればよい
が、成形品１の中央ボス部２が周辺のスカート部４より
へこんでいるため、下内パンチ12を固定すると、圧縮比
を同じくするためには、上パンチ11の押圧に逆らって下
外パンチ14を上昇させなくてはならなくなってしまうと
いう問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記のような問題点を解決するために、中
央部の厚さが周辺部より小さい多段状のリング状部品を
成形するものであって、ダイスとコアロッドの間に形成
される環状空間に、同心の複数の筒状の下パンチからな
る下パンチ組合せ体が下から嵌装され、上記下パンチの
下部には固定パンチプレートが設けられ、上記環状空間
に粉末を装入して上パンチにより圧縮し、該上パンチと
前記下パンチ組合せ体の最内側の下パンチとにより前記
リング状部品の中央部を成形するとともに、該上パンチ
と前記下パンチ組合せ体の前記最内側の外側に位置する
下パンチとにより前記リング状部品の周辺部を成形して
段付成形体を得る粉末成形装置において、最内側の下パ
ンチを上記固定パンチプレートに弾性部材を介して連結
し、圧縮成形時において上記最内側の下パンチに一定の
沈みしろを与えるように構成したものである。

［作用］ このような粉末成形装置においては、最内側の下パンチ
が適宜の沈みしろを持って固定パンチプレートに連結さ
れるように構成され、両者の連結は中央のコアロッド用
の貫通孔を通して行なわれる。また、全ての下パンチが
沈下するようになっているので、圧縮成形時において、
各下パンチに加圧力が分散され、特定のパンチ及びパン
チプレートに多大な力がかかることがない。

［実施例］ 以下、第１図ないし第３図を参照して、この発明の実施
例を説明する。なお、上述した第６図の従来例と重複す
る部分については、符号を同じくして説明を省略する。

下パンチ組合せ体31を構成する３つの下パンチ32,33,34
はそれぞれ順次嵌合する筒状に形成され、その下端には
それぞれフランジ部35…が設けられ、この各フランジ部
35をリング状の固定部材36で押さえることによって、そ
れぞれ、補助プレート37、第１パンチプレート38、第２
パンチプレート39に固定されている。下内パンチ32の内
側にはコアロッド40が嵌入され、このコアロッド40は固
定部材36により基台41に固定されている。このパンチプ
レート38,39は、流体圧シリンダ（図示略）により上方
に移動可能となっており、成形後、粉末材料装入前に設
定位置まで上昇させられ、また、バックアップ部材（図
示略）が設けられて圧縮成形時には適宜の変位量だけ沈
下するようになっている。

上記補助プレート37は、基台42上に固設された環状の固
定パンチプレート43にスプリング（弾性部材）44を介し
て連結されている。すなわち、上記固定パンチプレート
43の上面には上記スプリング44を収納する凹所45が適宜
配置され、また、内部に上記補助プレート37を摺動自在
に嵌装させる筒状部材46が固設されている。そして、こ
の筒状部材46の内面には上記補助プレート37の外面に形
成された凸段差47と係合して、該補助プレート37の上限
位置を規定する凹段差48が設けられている。この両段差
47,48の係合位置は、第１図に示すように、補助プレー
ト37と固定パンチプレート43との間に沈みしろとなる隙
間ｈを形成するように設定されている。また、上記スプ
リング44は、環状空間９に装入された粉末材料Ｍ、下内
パンチ32、補助プレート37の重量に抗して該補助プレー
ト37を上限位置まで付勢することができるような反発力
を有するものが採用されている。なお、上記ｈの値とし
ては、他の浮動パンチプレートの沈下量との兼合いで適
当な値が採用されるが、概ね、下式による値が用いられ
ている。

ｈ＝（H₁−H₂）×α 但し、H₁，H₂はそれぞれ成形品１のアウカート部４とボ
ス部２の厚さ（第４図参照）、αは圧縮成形時の粉末の
圧縮比であり、鉄系の粉末では2.0程度である。

以下、この粉末成形装置の作用について述べる。この粉
末成形装置により粉末成形を行うには、まず、第４図に
示す成形品１の、ボス部２、中間部３、スカート部４の
幅と同厚に形成された下内パンチ32、下中パンチ33、下
外パンチ34を選択し、その高さ方向の寸法を、第２図に
示すようにα倍してセットして下パンチ組合せ体31を構
成する。このとき、各下パンチ32,33,34を順次取り付け
ていけばよく、従来のような連結棒がないので、セット
が容易で、時間もかからない。発明者等の経験によれ
ば、下パンチの取り付けにおいて従来に比べて約30％の
時間が節約できた。

次に、粉末材料Ｍを環状凹所９に装入し、上パンチ11を
降下させて材料Ｍを圧縮すると、各下パンチ32,33,34が
それぞれ設定された沈みしろづつ沈下した後、その位置
で保持される。下内パンチ32は、補助プレート37がｈだ
け沈下して固定パンチプレート43に当接することによ
り、同様にｈだけ沈下する。こうして成形品１が製作さ
れるが（第３図参照）、この過程において、材料Ｍの各
部はほぼ等しい圧縮比αで圧縮成形を受けるので、均等
な材質の成形品１が得られる。また、各パンチ32,33,34
が全て沈下するようになっているので、上パンチ11によ
る押圧力が分散されて荷重される。

なお、この装置においては、第４図に示すような中央ボ
ス部２がへこんだ形状のみでなく、第５図のような形状
の成形品1aを成形することも勿論可能である。また、上
記例においては、弾性部材としてスプリングを用いた
が、流体圧シリンダなど同効のものが採用されてよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、中央部の厚さが周辺
部より小さい多段状のリング状部品を成形するものであ
って、ダイスとコアロッドの間に形成される環状空間
に、同心の複数の筒状の下パンチからなる下パンチ組合
せ体が下から嵌装され、上記下パンチの下部には固定パ
ンチプレートが設けられ、上記環状空間に粉末を装入し
て上パンチにより圧縮し、該上パンチと前記下パンチ組
合せ体の最内側の下パンチとにより前記リング状部品の
中央部を成形するとともに、該上パンチと前記下パンチ
組合せ体の前記最内側の外側に位置する下パンチとによ
り前記リング状部品の周辺部を成形して段付成形体を得
る粉末成形装置において、最内側の下パンチを上記固定
パンチプレートに弾性部材を介して連結し、圧縮成形時
において上記最内側の下パンチに一定の沈みしろを与え
るように構成したものであるので、成形品の中央部ない
し周辺部の各部を均等な圧縮比で圧縮成形でき、しか
も、固定パンチプレートへの連結を中央の貫通孔を通し
て行うことができるので、別の貫通孔や連結棒を設ける
必要がなく、セットが容易に迅速に行えるという優れた
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図及び第３
図は成形の過程を示す断面図、第４図は成形品の形状の
例を示す断面図、第５図は他の成形品の例の断面図、第
６図は従来の装置の例を示す断面図である。 １……リング状部品、２……中央部（ボス部）、４……
周辺部（スカート部）、７……ダイス、９……環状空
間、11……上パンチ、31……下パンチ組合せ体、32……
下内パンチ、33……下中パンチ、34……下外パンチ、40
……コアロッド、43……固定パンチプレート、44……ス
プリング、ｈ……沈みしろ、Ｍ……粉末材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央部の厚さが周辺部より小さい多段状の
   リング状部品を成形するものであって、ダイスとコアロ
   ッドの間に形成される環状空間に、同心の複数の筒状の
   下パンチからなる下パンチ組合せ体が下から嵌装され、
   上記下パンチの下部には固定パンチプレートが設けら
   れ、上記環状空間に粉末を装入して上パンチにより圧縮
   し、該上パンチと前記下パンチ組合せ体の最内側の下パ
   ンチとにより前記リング状部品の中央部を成形するとと
   もに、該上パンチと前記下パンチ組合せ体の前記最内側
   の外側に位置する下パンチとにより前記リング状部品の
   周辺部を成形して段付成形体を得る粉末成形装置におい
   て、 最内側の下パンチを上記固定パンチプレートに弾性部材
   を介して連結し、圧縮成形時において上記最内側の下パ
   ンチに一定の沈みしろを与えるように構成されている ことを特徴とする粉末成形装置。