JPS6229160B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉末成形プレスにおけるダイコント
ロール装置に関するものである。

従来、粉末成形の方法として、ダイセツトのダ
イプレート及び押出しプレート等からなる上下方
向移動部材の自重と、プレス本体側の下ラム可動
部材の自重に対抗する引上力を、スプリング又は
エアーシリンダ等によつて与え、上パンチのダイ
内挿入に伴う上部の圧縮、締め固めにより粉末と
ダイ内壁に発生する摩擦力によつて、ダイは上パ
ンチの圧縮ストロークの２分の１降下するいわゆ
る下パンチ固定型プレスで、ダイが浮動するフロ
テイングダイ方式のプレスが実用に供されてい
る。

しかしながら、上述した形成のプレスでは、上
パンチがダイ内に挿入されたとき、上パンチ側面
とダイ内面及び下パンチ側面とダイ内面の接触部
に生ずる間隙内に取り扱う粉末原料の微粉が噛い
込みを起し、ダイのフロート量が論理的フローテ
イングダイの動きをしなくなる。すなわち、上部
からの圧縮ストロークと下部からの圧縮ストロー
クが異なる等、不確実な動きとなるため、圧縮成
形した成形品の密度が、上部と下部で異なる成形
品ができる等の問題があつた。

従つて、焼結品は粉末成形時の圧粉密度に比例
した収縮を起し、予定の寸法、強度のものが得ら
れず、寸法誤差の大きいものになり、安定した均
一な寸法、強度の保証ができないという難点があ
つた。

一方、超硬質スローアウエイチツプ等の切削バ
イトのように異形成形品の成形時には上パンチに
よる上部からの加圧と、ダイがフロートして下パ
ンチによる下部からの加圧ストローク及び、ダイ
の任意の高さでの停止が外部より自由にコントロ
ールできれば、成形品の寸法及び各部の密度は、
所定の状態に成形可能になり、焼結後の寸法精度
が均一になるはずであるが、ダイとパンチ間の粉
末原料の噛み込み等の外乱要因と、粉末の圧縮工
程における初期粉末の流れ具合が一定せず、圧縮
工程の進行に伴つて粉末が固化し、流動し難い状
態になる等の原因のために、所望の各部の密度の
ものが出来ないという難点があつた。

従つて、従来の装置では、成形品の製品寸法に
バラツキが生じ易く、高精度のものが得られ難い
というのが実情である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
で、殊に、従来より問題となつている点を改善
し、ダイの動きを外部より自由にかつ確実にコン
トロールして、安定した高精度の製品を得ること
ができるよう構成した粉末成形プレスにおけるダ
イコントロール装置を提供するものである。

以下、本発明による実施例を添付した図面を参
照して詳細に説明する。

まず、プレス本体は加圧機構、押出機構を備え
たフローテイングダイプレスであり、しかも下ラ
ムの停止装置を備えた粉末成形プレスの一般的機
構なので説明を省略してある。

図において、第１図はダイセツトであり、粉末
１０が充填されて加圧開始される状態を示す説明
図である。

プレス上ラム１の下部には一体的に下圧プレー
ト２がボルト等により取り付けられており、この
下圧プレート２にはダイセツトの上パンチプレー
ト５の嵌込み溝と接続するためのＴ型継手（上）
３が設けられている。

また、プレス下ラム２１の上部には下ラム２１
と一体的に横方向部材である下部下圧プレート２
０及びＴ型継手（下）１９が設けられている。

ダイセツトはＴ型継手（上）３及びＴ型継手
（下）１９によつてプレス上ラム１、プレス下ラ
ム２１に前方より挿入し、嵌め合せによつて結合
され、ダイセツト固定プレート１４は、プレスの
ボルスタ１５にボルト締め等によつて固定されて
いる。

また、ダイプレート９にはガイドロツド８が複
数本直立状に埋設されており、上パンチプレート
５は、上下摺動可能にガイドロツド８に嵌合さ
れ、上パンチ７がダイス１１に出入できるように
なつている。

一方、上記ダイセツト固定プレート１４には下
パンチ１２が取り付けられており、上部はダイス
１１と嵌合され、ダイの下降ができるように複数
本のロツド１６によりガイドされている。

上記ロツド１６の下部は、押出しプレート１７
に一体的に取り付けられ、ダイプレート９とで枠
組され、上下動が可能に構成されている。

従つて、上パンチプレート５は、プレス上ラム
１にＴ型継手（上）３によつて接続され、押出プ
レート１７はプレス下ラム２１にＴ型継手（下）
１９によつて接続され、上ラム１によつて締め固
めのためを作動を行なうとともに、締め固めの完
了に伴い、下ラム２１（図示しない）は押出しカ
ムによつて引き下げられ、成形品はダイプレート
９が下パンチ１２の上端面まで降下することによ
つて押出しを完了するものである。

上記上ラム１の下圧プレート２には左右（図示
せず）に油圧シリンダ２２が設けられ、ピストン
２３、ロツド２４は下方に延長されて下端部には
長さ調節できるようネジ２５が嵌着されている。
上記ネジ２５の下端はラツク２６の上端面に当接
している。ここで、上パンチ１がダイの上面に達
する前は、ネジ２５とラツク２６には間隙があり
上パンチ７の下降に伴つて間隙は小さくなり、第
１図に示すように圧縮作動開始状態となるもので
ある。

下部下圧プレート２０の両側面には、揺動レバ
ー２７がブラケツト部２０ａにピン２８で回転自
在に枢支されており、揺動レバー２７の片側には
ラツク２６と噛合うセクターギア２７ａが形成さ
れ、他側にはローラ３０がピン２９で枢支された
構造になつている。

また、プレスフレームのブラケツト部にはカム
３１はピン３２で回動自在に枢支され、プレスフ
レームに設けられたカム位置決めボルト３３で回
動が阻止されている。図中３４ａ，３４ｂは引張
りスプリングであり、カム３１及びラツク２６に
戻し力を付与している。また、４，１８はそれぞ
れＴ型継手（上）３、及びＴ型継手（下）１９を
接合している嵌め込み溝部材である。６，１３は
上パンチ７、下パンチ１２に固定しているクラン
プリングである。さらに５０は下圧プレート２０
の支持シリンダであり、ロツド５１を介して、プ
レス下ラム２１を所定の位置に保持している。

つぎに、上述したように構成された装置の作動
について説明する。第１図は圧縮開始位置を示し
ており、図においてカム３１が垂直状態でθ＝０
の場合では、上ラム１の降下ストロークは、その
まゝラツク２６を押し下げて揺動レバー２７のセ
クターギヤ２７ａを回動させようとするが、上記
揺動レバー２７のもう一方のローラ３０がプレス
フレームに取り付けられたボルト３３でカム３１
の回動を阻止されているため、プレス下ラム２１
の下圧プレート２０が上ラム１のストロークと同
量だけ押し下げられることになり、粉末１０は下
方よりの圧縮のみとなる。

ここで、圧縮ストローク過程で、下パンチ１２
により圧縮を行なうことになり、圧粉によるダイ
内壁に発生する摩擦力が油圧ラインに設けてある
リリーフバルブ４２で設定した値より過大になる
と圧油を放出し、タンク３８に戻すようになつて
おり安全装置の役割を果している。

次に、上記カム３１をθ＝45゜に設定して、カ
ム３１とローラ３０は加圧開始点で接触していな
い状態にし、加圧を開始した場合は、上ラム１の
降下ストロークは揺動レバー２７の回動を行なう
のみで、下ラム２１、下圧プレート２０は押し下
げられない。すなわち、連設されたダイは、油圧
シリンダ２２の作用では押し下げられることはな
く、ダイは下圧プレート２０の支持シリンダ５０
の支持力で支持され、下降しない。従つて、粉末
１０は上方よりの圧縮力のみが加えられたことに
なる。

また、カム３１を適当なθに設定すると、第２
図に示すように上ラム１の降下量と、下ラム２
１、すなわちダイの押し下げ量が２分の１とな
り、上ラム１の動きに対して２分の１の速度でダ
イを降下させることになり、下ラム２１が適当に
保持されるようシリンダ５１が設置されているた
め、確動的にダイの動きを設定することができ
る。

特に重要なことは、上、下パンチ７，１２とダ
イ１１内壁の摩擦力、すなわち外乱要因があつて
も、任意にダイの作動をコントロールできるため
圧粉体の上下密度を所望のように制御できるので
ある。

本プレスのフローテイングダイとしての成形方
法では、上パンチ７の加圧による圧粉体とダイ内
壁の摩擦力によるダイのフロートではなく、外部
より自由にダイの動きを制御できるのである。

次に上ラム１の下圧プレート２に設けてある油
圧シリンダ２２、すなわちダイコントロールシリ
ンダの作動について説明する。

まず。エアー源３５より、コンプレスドエアー
（５Kg／cm²Ｇ）は減圧弁３６で適当な圧力例えば
３〜４Kg／cm²Ｇに調節し、エアー・オイルの２層
タンク３８の上部に供給される。ここからオイル
は逆止弁４１を通りダイコントロールシリンダ２
２を充満し、つぎに、エアーによる駆動油圧ポン
プ３９が回転し、設定した吐出圧までオイルを圧
送する。

上記吐出圧が所定圧になると、駆動エアー圧と
吐出圧が増幅された圧でバランスして停止した状
態となつて、ピストン２３はストロークエンドに
押し付けられているピストンロツドの先端ネジ２
５が、ラツク２６に当接し、プレス下ラム２１を
下方へ押し下げることになる。

この時、予めシリンダに所定の圧力を作用させ
ているため、上パンチ７がＡ点に到達したとき、
プレス下ラム２０，２１及び、これに接続してい
るダイプレート９は確動的に下方に押し下げられ
る。すなわち、ダイプレート９と共同してダイの
コントロールを確実にすることができる。

一方、下ラム２１の下圧プレート２０の下側左
右対称位置に油圧シリンダ５０、ピストン、ピス
トンロツド５１が設けられており、エアー源３５
より減圧弁４３、エアー・オイル２層タンク４５
に圧力を作用させ、タンク４５下部よりオイルは
逆止弁４６を通り、シリンダ５０の下面よりピス
トン５１を持上げ、下ラム２１の自重を支持する
ようになつている。

従つて、上ラム１の下降に伴い、ダイコントロ
ールシリンダ２２、ピストン２３、ネジ２５によ
り、下ラム２１の下圧プレート２０は圧下される
が、上ラム１の油圧出力より小さい力にリリーフ
バルブ４７が設定されているため、ダイプレート
９（ダイ１１）の動きを制御する。

さらに、カム３１の調整により下ラム２１の押
し下げが行なわれるが、このとき、下ラム２１は
所望の支持力を維持しながら下方に後退するよう
になつている。

上記支持力は、外部より制御することができる
ようにリリーフ弁４７を調節しているため、上パ
ンチ７とダイス１１の摩擦力又は粉末１０とダイ
ス１１内壁の摩擦力が変化しても、ダイプレート
９の作動速度、ストロークは変化することなく、
カム３１のθを設定することによつてダイコント
ロールは任意に制御することができるものであ
る。こゝで第１図及び第２図に示された圧縮工程
を第３図に沿つて更に詳述する。第３図において
Ｐは上パンチの作動曲線、Ｑはダイスの作動曲線
を示す。

先ず上パンチがダイスに入り圧縮を始める。即
ちダイコントロール開始点Ａであり、次に上パン
チが更に降下するとロツド２４がラツク２６を介
して揺動レバー２７を揺動せしめてカム３１を押
圧する結果下部下圧プレート２０も連動的に下降
を始める。以後圧縮完了の時点B₁に至るまで上
パンチとダイスは連動降下するのであるが、本実
施例においては揺動レバー２７におけるピン２８
からローラピン２９までの長さをＲ、ピン２８と
ラツク接点２６ａまでの長さをＲとすると、上パ
ンチの降下距離に対してダイスは上パンチの1/2
ストロークしか連動降下せず、従つて圧縮工程に
おける充填粉末は常に上パンチによる下方への押
圧力とともに下パンチによる上方への押圧力を同
時に受けることになる。

このようにして圧縮が終了すると上ラム１が上
昇し、下ラム２１は更に１段下がる。この下ラム
２１の降下に連動してダイプレート９も圧粉体を
自由に取り出せる位置まで下がり、成型品のノツ
クアウトを完了するものである。

尚H₀；粉末充填深さ、ｈ；成形品高さ、Ｅ；
押出ストローク、TC；全圧縮ストローク、Ｕ_c
１、Ｕ_c2；上部加圧ストローク、Ｌ_c1、Ｌ_c2；下
部加圧ストローク、B₁点はダイコントロール終
了点で、ダイコントロールストローク零の場合、
即ちＵ_c＝TC、Ｌ_c＝０又はB₂点はＵ_c1＝Ｌ_c1即ち
確動的フローテイングダイの状態でＵ_c1＝Ｌ_c1＝
1/2TCB₃点はＵ_c2＝2L_c2の状態を示しB₄点はＵ_c
＝０、Ｌ_c＝Ｔ_cを示す。

第４図は、本発明による他の実施例を示すダイ
コントロール装置を示す説明図であり、上ラム１
の下圧プレート２に設けた油圧シリンダ２２のピ
ストンロツド２４の下端部には、長さ調節可能な
ネジ２５を介してＬ型揺動レバー２７′の片側ア
ームが当接している。

なお、その他は本発明の実施例と同じであるの
で説明を省略する。

以上詳細に説明したように、本発明による粉末
プレスにおけるダイコントロール装置によれば、
簡単な構造により、成形品の製品寸法を安定さ
せ、不良品の発生を解消することができる等の効
果を奏する。

また、上パンチによる上部からの加圧と、下パ
ンチによる下部からの加圧ストローク及びダイの
任意の停止が外部より自由にコントロールされる
ので、成形品の寸法及び各部の密度は所要の状態
に成形可能であり、焼結後の寸法精度が均一にな
る等、高精度の製品が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるダイコントロール装置を
示す要部の概略構成図であり、圧縮作動開始状態
の説明図、第２図は本発明によるダイコントロー
ル装置の作動状態の説明図、第３図は上パンチと
ダイスの作動曲線を示すグラフである。第４図は
本発明による他の実施例を示すダイコントロール
装置の概略構成図である。 １……上ラム、２……上部下圧プレート、３…
…Ｔ型継手（上）、５……上パンチプレート、７
……上パンチ、８……ガイドロツド、９……ダイ
プレート、１０……粉末、１１……ダイス、１２
……下パンチ、１４……ダイセツト固定プレー
ト、１５……ボルスタ、１６……ロツド、１７…
…押出プレート、１９……Ｔ型継手（下）、２０
……下部下圧プレート、２１……下ラム、２２…
…シリンダ、２３……ピストン、２４……ロツ
ド、２５……ネジ、２６……ラツク、２６ａ……
揺動レバー接点、２７……揺動レバー、３０……
ローラ、３１……カム、３３……ボルト、３５…
…エアー源、３６，４３……減圧弁、３８，４５
……２層タンク、４１，４６……逆止弁、３９…
…油按圧ポンプ、４２，４７……リリーフバル
ブ、４８……コントロールバルブ、３７，４０，
４４，４９……圧力計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フローテイングダイプレスにおいて、上ラム
   と下圧プレートと、上記上ラムに設けられた油圧
   シリンダ及びピストン下端部がラツクと当接可能
   にし、このラツクに噛合うセクターギヤを有する
   揺動レバーと、上記揺動レバーの先端ローラが接
   するプレスフレーム側に設置されたカムとからな
   り、上記上ラムの下降量をカムの設定角度を変え
   ることで下ラムに０から上ラムの下降量と同量動
   かし得るようにしたことを特徴とする粉末成形プ
   レスにおけるダイコントロール装置。 ２ 上記上ラムの油圧シリンダに予め予圧を加え
   る装置において、エアー源の圧力を適当な圧力に
   調整し、逆止弁を介してダイコントロールシリン
   ダーに満し、油圧ポンプにより、設定した吐出圧
   のオイルを圧送してなる油圧増圧装置を備えたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉末
   成形プレスにおけるダイコントロール装置。 ３ 上記下ラムの油圧シリンダは、上ラムの下降
   に伴いダイコントロール力に対抗した所望の下ラ
   ムの支持力を設定することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の粉末成形プレスにおけるダイ
   コントロール装置。