專利名稱：粉末成形方法及粉末成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)原料粉末進(jìn)行加壓成形的粉末成形方法及粉末成形裝置。
背景技術(shù)：
以前，用于在上沖頭和下沖頭之間對(duì)填充在型腔內(nèi)的原料粉末進(jìn)行加壓成形而形成壓粉體的成形裝置，有利用曲柄等機(jī)構(gòu)對(duì)上沖頭進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的所謂機(jī)械壓力機(jī)。
將這種機(jī)械壓力機(jī)(粉末成形裝置)110的例子示于圖8。這種機(jī)械壓力機(jī)110是用于成形圓筒壓粉體的裝置，其結(jié)構(gòu)為成形壓粉體的外周面用的沖模112、成形內(nèi)周面用的圓柱狀的芯棒113、以及成形上端面用的圓筒狀的上沖頭114可上下移動(dòng)地保持在框架111上，該框架111固定有成形壓粉體的下端面用的圓筒狀的下沖頭115。
另外，圖8示出了使用所謂壓模上下移動(dòng)壓形法(withdrawalmethod)的機(jī)械壓力機(jī)110，該壓模上下移動(dòng)壓形法為如果上沖頭114下降規(guī)定的距離對(duì)原料粉末進(jìn)行加壓，則沖模112及芯棒113與上沖頭114一體地開始下降，如果完成了原料粉末的加壓成形，則上沖頭114上升，而沖模112及芯棒113進(jìn)一步下降并拔出壓粉體。
上沖頭114的上下移動(dòng)通過圖9所示的曲柄機(jī)構(gòu)116來進(jìn)行。利用該曲柄機(jī)構(gòu)116可以設(shè)定為當(dāng)上沖頭114下降到下死點(diǎn)時(shí)，上下沖頭114、115的間隔成為所要得到的壓粉體的厚度。即，由于上沖頭114的移動(dòng)相對(duì)于被固定的下沖頭115以機(jī)械地受到限制的方式下降到規(guī)定位置，所以，該機(jī)械壓力機(jī)110的特長是容易得到一定厚度的壓粉體。
但是，由于保持各部件的框架111的伸展、撓曲、原料粉末的填充量的偏差等，有時(shí)盡管上沖頭114下降到了下死點(diǎn)，但是，上下沖頭的間隔沒形成規(guī)定值，結(jié)果，不能得到具有規(guī)定厚度的壓粉體，從而壓粉體的厚度產(chǎn)生偏差。
本發(fā)明是鑒于上述問題作出的，目的在于使上下沖頭的間隔為一定地進(jìn)行加壓成形，來得到具有一定厚度的壓粉體。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述課題，本發(fā)明的粉末成形方法，是在將原料粉末填充到型腔內(nèi)的填充工序后、進(jìn)行沖頭驅(qū)動(dòng)工序的粉末成形方法，其中，沖頭驅(qū)動(dòng)工序是將填充到該型腔內(nèi)的原料粉末在上沖頭與下沖頭之間進(jìn)行加壓成形的工序；特征在于，沖頭驅(qū)動(dòng)工序具有驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭直到上下沖頭間所形成的型腔的厚度成為比成形目標(biāo)厚度稍大的狀態(tài)的一次驅(qū)動(dòng)工序，和測量上下沖頭的間隔、并邊進(jìn)行控制邊驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭直到所述測量值成為上述成形目標(biāo)厚度的二次驅(qū)動(dòng)工序。
或者，特征在于，對(duì)型腔內(nèi)的原料粉末進(jìn)行成形的沖頭驅(qū)動(dòng)工序具有驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭而使上下沖頭接近的一次驅(qū)動(dòng)工序，和通過一次驅(qū)動(dòng)工序而使上下沖頭的間隔大于成形目標(biāo)厚度時(shí)、邊進(jìn)行控制邊驅(qū)動(dòng)上下沖頭的至少任一方直到上下沖頭的間隔成為成形目標(biāo)厚度的二次驅(qū)動(dòng)工序。
在該粉末成形方法中，可以在一次驅(qū)動(dòng)工序中固定上下沖頭中的任一方?jīng)_頭而驅(qū)動(dòng)另一方?jīng)_頭，并在二次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)在一次驅(qū)動(dòng)工序中固定的一方?jīng)_頭而固定另一方?jīng)_頭?；蛘?，可以在兩工序中驅(qū)動(dòng)一方?jīng)_頭并且固定另一方?jīng)_頭。
根據(jù)該方法，由于邊測量著上下沖頭的間隔邊對(duì)原料粉末進(jìn)行加壓成形直到成為成形目標(biāo)厚度，所以即使框架產(chǎn)生伸展或撓曲，上下沖頭之間也成為規(guī)定間隔，能夠獲得具有一定厚度的壓粉體。
而且，在一次驅(qū)動(dòng)工序中將上下沖頭的間隔設(shè)定為稍大于成形目標(biāo)厚度時(shí)，在二次驅(qū)動(dòng)工序中必定對(duì)上下沖頭的間隔進(jìn)行調(diào)整。結(jié)果，能夠可靠地成形出具有所希望的厚度的壓粉體。
而且，在一次驅(qū)動(dòng)工序中將上下沖頭的間隔設(shè)定成型腔為成形目標(biāo)厚度時(shí)，即使上下沖頭的間隔在一次驅(qū)動(dòng)工序中因裝置的撓曲等而沒成為所希望的值，也能夠在二次驅(qū)動(dòng)工序中對(duì)上下沖頭的間隔進(jìn)行微小的調(diào)整。結(jié)果，能夠可靠地使壓粉體的厚度為規(guī)定值以下。
而且，優(yōu)選的是，在填充工序中，使構(gòu)成為在使可滑動(dòng)地配置于沖模的上表面上并且下表面開放的滑靴盒前進(jìn)到型腔上的前進(jìn)工序之后，進(jìn)行使滑靴盒從型腔退避的退避工序，并在退避工序的過程中，使下沖頭相對(duì)于沖模相對(duì)上升，而將填充到型腔內(nèi)的原料粉末的一部分推起到?jīng)_模上，利用退避的滑靴盒刮去推起到?jīng)_模上的原料粉末的一部分，在退避工序結(jié)束時(shí)，使下沖頭相對(duì)于沖模的相對(duì)位置返回到退避工序之前的位置上。
即，由于填充到型腔中的原料粉末的密度在滑靴盒的進(jìn)退方向前后是不同的，所以，通過與填充工序聯(lián)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)下沖頭上下并改變型腔的深度，從而使型腔內(nèi)的原料粉末的體積在滑靴盒的進(jìn)退方向前后產(chǎn)生不同，能夠使填充到型腔內(nèi)的原料粉末的量均勻。因此，由于原料粉末在整個(gè)型腔內(nèi)的填充量變得均勻，所以通過使上下沖頭的間隔為一定地進(jìn)行擠壓，能夠穩(wěn)定地制造整體的密度、厚度均勻的壓粉體。
此外，本發(fā)明的粉末成形裝置的特征在于，是將填充到型腔內(nèi)的原料粉末在上沖頭與下沖頭之間進(jìn)行加壓成形的粉末成形裝置，包括驅(qū)動(dòng)上下沖頭的任一方上下的一次驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)上下沖頭的任一方的上下位置進(jìn)行微調(diào)的二次驅(qū)動(dòng)裝置，用來求出上下沖頭的間隔的測量機(jī)構(gòu)，反饋該測量機(jī)構(gòu)的測量結(jié)果并控制二次驅(qū)動(dòng)裝置直到測量結(jié)果成為目標(biāo)值的控制部。
根據(jù)本發(fā)明，由于能夠測量上下沖頭的間隔并將原料粉末加壓成形到成為成形目標(biāo)厚度，所以，即使框架產(chǎn)生伸展或撓曲，上下沖頭間也成為規(guī)定間隔，能夠獲得一定厚度的壓粉體。
在該粉末成形裝置中，可以采用上下沖頭中的一方由一次驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而另一方由二次驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的構(gòu)成?；蛘咭部梢圆捎脙H任一方?jīng)_頭由一次驅(qū)動(dòng)裝置及二次驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的構(gòu)成。
此時(shí)，如果是采用由二次驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上沖頭的構(gòu)成，則由于容易形成下沖頭固定、沖模可上下移動(dòng)的結(jié)構(gòu)的裝置，所以，可容易地形成進(jìn)行壓模上下移動(dòng)壓形法的粉末成形裝置。
此外，如果是采用由二次驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下沖頭的構(gòu)成，則由于可以用二次驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行下述工序，即，利用滑靴盒進(jìn)行填充時(shí)驅(qū)動(dòng)下沖頭而使型腔內(nèi)的粉末填充量均勻的工序，所以能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的簡化。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的粉末成形裝置的主要部分的剖視圖，是說明填充工序的圖；圖2是表示圖1所示的粉末成形裝置中的、下沖頭在滑靴盒的退避工序中的上升工序的圖；
圖3是表示圖1所示的粉未成形裝置中的、下沖頭下降而完成了原料粉末填充的狀態(tài)的圖；圖4A是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的粉末成形方法的圖，是表示使上沖頭下降到下死點(diǎn)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)工序的剖視圖；圖4B是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的粉末成形方法的圖，是表示使下沖頭上升直到型腔的厚度變成成形目標(biāo)厚度的調(diào)整工序之剖視圖；圖4C是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的粉末成形方法的圖，是表示從沖模拔出所成形的壓粉體的工序的剖視圖；圖5是表示粉末成形各工序中的上下沖頭及滑靴盒的動(dòng)作的動(dòng)作線圖；圖6是表示本發(fā)明的其他實(shí)施形式的粉末成形裝置的主要部分的剖視圖；圖7是表示采用了圖6所示的粉末成形裝置的本發(fā)明的粉末成形方法的作業(yè)工序圖；圖8是表示以前的粉末成形裝置的概要的示意圖；圖9是表示粉末成形裝置中的上沖頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖；具體實(shí)施形式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形式進(jìn)行說明。
圖1～圖4表示本發(fā)明第1實(shí)施形式的粉末成形裝置1的主要部分，標(biāo)記10是上沖頭，標(biāo)記20是下沖頭，標(biāo)記30是芯棒，標(biāo)記40是沖模，標(biāo)記50是滑靴盒，標(biāo)記60是測量上下沖頭之間的距離L的測量機(jī)構(gòu)(下死點(diǎn)補(bǔ)正用線性標(biāo)尺)，P是原料粉末。
在沖模40上設(shè)有成形用孔40a，在該成形用孔40a的中心配置有芯棒30。形成于成形用孔40a和芯棒30之間的圓筒狀的空間由從下方嵌合的圓筒狀的下沖頭20和從上方嵌合的圓筒狀的上沖頭10封閉，并形成了型腔C。在該型腔C內(nèi)對(duì)原料粉末P進(jìn)行加壓，來成形沿著型腔C的形狀的壓粉體Z。
向型腔C內(nèi)填充原料粉末P的滑靴盒50形成為下表面敞開的箱形，并且以下表面與沖模40的上表面接觸的狀態(tài)前后(圖中左右方向)往復(fù)滑動(dòng)。將原料粉末P從未圖示的料斗供給到滑靴盒50中，并且通過前進(jìn)到圖1所示的位置而位于型腔C之上，從而能夠使保持于內(nèi)部的原料粉末P下落到型腔C內(nèi)，而進(jìn)行填充。
上沖頭10固定在經(jīng)由框架70可相對(duì)于底盤100上下移動(dòng)地保持的上沖頭保持部件10A上，是能夠與上沖頭保持部件10A一體地上下移動(dòng)的圓筒狀部件。固定有上沖頭10的上沖頭保持部件10A由例如圖8所示的曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄連桿式壓力機(jī)、凸輪機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)(一次驅(qū)動(dòng)裝置)以機(jī)械方式進(jìn)行上下驅(qū)動(dòng)。這樣，通過使上沖頭10下降到下死點(diǎn)，便能夠?qū)μ畛湓谛颓籆內(nèi)的原料粉末P進(jìn)行加壓。
下沖頭20是固定在下沖頭保持部件20A上的圓筒狀部件，能夠在固定于底盤100上的流體壓力缸(二次驅(qū)動(dòng)裝置)80的活塞81的作用下與下沖頭保持部件20A一體地上下移動(dòng)。在該下沖頭20(下沖頭保持部件20A)與底盤100之間安裝有檢測下沖頭20相對(duì)于底盤100的位置用的填充量補(bǔ)正用線性標(biāo)尺61。通過從該填充量補(bǔ)正用線性標(biāo)尺61接收檢測信號(hào)的控制部90控制流體壓力缸80的流量，能夠使活塞81即下沖頭20向任意位置移動(dòng)。
下死點(diǎn)補(bǔ)正用線性標(biāo)尺(測量機(jī)構(gòu))60安裝于上沖頭保持部件10A與下沖頭保持部件20A之間，并且將對(duì)上沖頭保持部件10A與下沖頭保持部件20A之間的距離、即、上沖頭10與下沖頭20的間隔進(jìn)行了測量的測量值作為信號(hào)進(jìn)行輸出。在被輸入該信號(hào)的控制部90中預(yù)先設(shè)定有目標(biāo)值，能夠?qū)α黧w壓力缸80的流量進(jìn)行控制以使測量值變成該目標(biāo)值。目標(biāo)值是使在上沖頭10與下沖頭20之間的型腔C的厚度成為成形目標(biāo)厚度的值。
此外，向控制部90還輸入滑靴盒位置檢測信號(hào)，該信號(hào)由未圖示的滑靴盒位置檢測傳感器輸出并表示滑靴盒50的位置。
接著，參照?qǐng)D5對(duì)采用了以上那樣構(gòu)成的粉末成形裝置的粉末成形方法進(jìn)行說明。另外，圖5所示的動(dòng)作線圖中，橫軸表示對(duì)上沖頭10進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)的曲柄的角度，縱軸表示上下沖頭及滑靴盒的位置，縱軸的上方是滑靴盒50的前進(jìn)側(cè)及上下沖頭的上方。
在加壓成形時(shí)，首先將上沖頭10、下沖頭20及沖模40分別配置于初始位置上。
填充工序使滑靴盒50前進(jìn)(前進(jìn)工序)，如圖1所示，使之開口于型腔C之上面(圖5(a))，并填充原料粉末P。此時(shí)，滑靴盒50從后方(圖1的右側(cè))向前方(圖1的左側(cè))前進(jìn)，并移動(dòng)到圖1所示的位置上，所以開始在型腔C的后方側(cè)之上面開口，然后在前方側(cè)之上面開口。因此，滑靴盒50在后方側(cè)開口相對(duì)較長時(shí)間，且向型腔C供給原料粉末P，所以，越靠后方側(cè)填充的原料粉末P的密度越高。
接著，如圖2所示，使滑靴盒50后退而從型腔C退避(退避工序)，并且在該退避工序的初期使下沖頭20相對(duì)于沖模40上升(圖5(b))，即，使滑靴盒50后退，利用滑靴盒50的前側(cè)的壁部刮去沖模40及芯棒30上所載置的多余的原料粉末P，在壁部后退得比型腔C的前方側(cè)靠后以后使下沖頭20上升，由此將填充在型腔C的后方側(cè)的原料粉末P的一部分推起到?jīng)_模40上面，同時(shí)由滑靴盒50刮去，從而，在前后部對(duì)填充到型腔C中的原料粉末P的量進(jìn)行補(bǔ)正。這樣，原料粉末P的體積在型腔C的前方側(cè)增大，而在型腔C的后方側(cè)減小。
進(jìn)而，如圖3所示，在滑靴盒50完全從型腔C上退避以后，使上升的下沖頭20相對(duì)于沖模40下降而返回到初始位置(圖5(c))。從而，被推起到?jīng)_模40上的型腔C前方側(cè)的原料粉末P返回到型腔C內(nèi)(沖模40內(nèi))，原料粉末P以其填充高度前方側(cè)高、后方側(cè)低的方式填充到了型腔C內(nèi)。
即，由于原料粉末從滑靴盒靠自然下落而填充到型腔內(nèi)，所以，在滑靴盒開口時(shí)間長的型腔后方側(cè)密度相對(duì)高。因此，如果整體上以相同高度填充的話，則越是密度高的型腔后方側(cè)填充的原料粉末的量越多，對(duì)這種填充狀態(tài)的原料粉末P進(jìn)行加壓成形而得到的壓粉體的密度為不均勻的。
與此相對(duì)，在本實(shí)施形式中，通過使原料粉末的填充高度在低密度的前方側(cè)高而在高密度的后方側(cè)低，來消除填充量在滑靴盒的進(jìn)退方向上的不均勻，從而將原料粉末P均勻地填充在整個(gè)型腔C中。
沖頭驅(qū)動(dòng)工序圖4A～圖4C表示通過驅(qū)動(dòng)上下沖頭而進(jìn)行的加壓成形的過程。
(一次驅(qū)動(dòng)工序)首先，如圖4A所示，在使下沖頭20固定的狀態(tài)下，使上沖頭10下降到下死點(diǎn)(機(jī)械移動(dòng)邊界位置)，對(duì)型腔C內(nèi)的原料粉末P進(jìn)行壓縮。在該裝置中，盡管設(shè)計(jì)的是上沖頭10下降到圖5(d)所示的雙點(diǎn)劃線位置(理想下死點(diǎn))，但是，由于裝置的撓曲等實(shí)際上只能下降到例如圖5(e)所示的實(shí)線位置。
該上沖頭10的(設(shè)計(jì)上的)理想下死點(diǎn)設(shè)定成，在與固定于初始位置上的下沖頭20之間形成厚度比壓粉體的成形目標(biāo)厚度大例如約1mm左右的型腔C。即，即使在裝置不產(chǎn)生撓曲、伸展且上沖頭10下降到理想下死點(diǎn)的情況下，也成為型腔C的厚度比成形目標(biāo)厚度大的狀態(tài)，不會(huì)成形出厚度小于成形目標(biāo)厚度的壓粉體。
(二次驅(qū)動(dòng)工序)接著，如圖4B所示，使機(jī)械驅(qū)動(dòng)上沖頭10的曲柄停止，在將上沖頭10固定于下死點(diǎn)的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)流體壓力缸80而使下沖頭20從初始位置上升直到型腔C的厚度成為成形目標(biāo)厚度(圖5(g))。此時(shí)的下沖頭20的移動(dòng)是通過反饋下死點(diǎn)補(bǔ)正用線性標(biāo)尺60的測量值來進(jìn)行的。
即，從填充量補(bǔ)正用線性標(biāo)尺61接收檢測信號(hào)的控制部90控制流體壓力缸80的流量，并且利用下死點(diǎn)補(bǔ)正用線性標(biāo)尺60來測量上下沖頭的間隔，利用控制部90來控制流體壓力缸80的驅(qū)動(dòng)，使下沖頭20上升直到所測量的值達(dá)到成形目標(biāo)厚度。
此時(shí)，盡管因下沖頭20上升而有時(shí)使上沖頭10稍稍被推起(圖5(e’))，但是由于是通過反饋上下沖頭的間隔的測量值來使下沖頭20上升，所以下沖頭20被驅(qū)動(dòng)得直到型腔C的厚度達(dá)到成形目標(biāo)厚度并補(bǔ)正上沖頭10下降而導(dǎo)致的不足部分，能夠使壓粉體的厚度達(dá)到目標(biāo)值。
然后，如圖4C所示，使上沖頭10上升(圖5(h))，并且使芯棒30及沖模40相對(duì)于下沖頭20下降，從沖模40拔出所成形的壓粉體Z。此外，在二次驅(qū)動(dòng)工序中上升的下沖頭20返回到初始位置(圖5(i))，成為成形下一個(gè)壓粉體作準(zhǔn)備的狀態(tài)。
如上那樣能夠得到整體密度均勻并成形為成形目標(biāo)厚度的壓粉體Z。
另外，上述實(shí)施形式中所示的各構(gòu)成部件的各種形狀及組合等是一個(gè)例子，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種改變。在圖示的例子中，是在一次驅(qū)動(dòng)工序中對(duì)上沖頭10進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)、在二次驅(qū)動(dòng)工序中利用流體壓力缸80對(duì)下沖頭20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但是也可以相反，采用在一次驅(qū)動(dòng)工序中對(duì)下沖頭進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)、在二次驅(qū)動(dòng)工序中對(duì)上沖頭進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的構(gòu)成。此外，在上述實(shí)施形式中采用了流體壓力缸80作為二次驅(qū)動(dòng)裝置，但是也可以采用電動(dòng)伺服馬達(dá)等各種驅(qū)動(dòng)裝置。
此外，在上述實(shí)施形式中雖然使在一次驅(qū)動(dòng)工序中所形成的型腔C的厚度比成形目標(biāo)厚度大，但是，由于只要先在一次驅(qū)動(dòng)工序中將上下沖頭位置設(shè)定成型腔的厚度為成形目標(biāo)厚度，則只在因裝置產(chǎn)生撓曲等而使型腔的厚度沒有成為成形目標(biāo)厚度時(shí)進(jìn)行二次驅(qū)動(dòng)工序即可，所以能夠簡化裝置的控制。利用這種成形方法的話，如果在一次驅(qū)動(dòng)工序中型腔的厚度小于成形目標(biāo)厚度，就成形出比所希望的厚度小的壓粉體，但是在例如壓粉體的厚度如果為一定值以下則精度上就足夠的等情況下是有效的。
下面參照著圖6及圖7對(duì)本發(fā)明的第二種實(shí)施形式進(jìn)行說明。在圖6所示的CNC壓力裝置201中，分別驅(qū)動(dòng)具有填充了原料粉末P的型腔C的沖模205及上沖頭208上下，下沖頭209總是固定的。
沖模205經(jīng)由下壓頭204安裝在于下方導(dǎo)向器202內(nèi)滑動(dòng)的下方滑動(dòng)器203上，在滾珠絲杠機(jī)構(gòu)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)的驅(qū)動(dòng)下上下移動(dòng)。固定于固定板213上的下沖頭209在沖模205的下方配置成從下方嵌合在型腔C內(nèi)。
可出入于型腔C內(nèi)的上沖頭208在下沖頭209的上方與下沖頭209對(duì)置地同軸配置著。該上沖頭208經(jīng)由上方壓頭207安裝在于上方滑動(dòng)器206內(nèi)滑動(dòng)的上方導(dǎo)向器210上，其中上方壓頭由安裝有上沖頭板223的液壓活塞222及液壓缸201組成。上方滑動(dòng)器206經(jīng)由連桿機(jī)構(gòu)211連結(jié)在曲軸212上，曲軸212在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M(一次驅(qū)動(dòng)裝置)的作用下旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M是按照存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)(控制部)220中的程序進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、停止控制的伺服馬達(dá)。
上方壓頭207具有固定在上方導(dǎo)向器210上的液壓缸221和安裝在上沖頭板223上的液壓活塞222。在液壓缸221上設(shè)有液壓供給口221a，經(jīng)由連接在此的液壓供給管25從液壓裝置26(二次驅(qū)動(dòng)裝置)供給液壓。液壓的控制是通過設(shè)于液壓供給管25上的并由計(jì)算機(jī)220驅(qū)動(dòng)的液壓伺服閥224進(jìn)行的。
即，在上方壓頭207中，整體由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(一次驅(qū)動(dòng)裝置)M驅(qū)動(dòng)上下，并且液壓活塞222由液壓裝置(二次驅(qū)動(dòng)裝置)226驅(qū)動(dòng)上下。
而且，在CNC壓力裝置201上，于固定有上沖頭208的上沖頭板223與固定有下沖頭209的固定扳213之間設(shè)有用來測量上沖頭板223與固定扳213之間的間隔的線性標(biāo)尺(測量機(jī)構(gòu))214。該線性標(biāo)尺214的測量值被輸入到計(jì)算機(jī)220中，被輸入了該測量值的計(jì)算機(jī)220根據(jù)程序而輸出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及液壓伺服閥224的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
參照著圖7對(duì)采用了上述那樣構(gòu)成的CNC壓力裝置201的粉末成形方法進(jìn)行說明。另外，在圖7所示的動(dòng)作線圖中，橫軸表示機(jī)械驅(qū)動(dòng)上沖頭208的曲軸212的旋轉(zhuǎn)角度，縱軸表示上下沖頭208、209及沖模205的上下方向。
沖頭驅(qū)動(dòng)工序首先，在加壓成形時(shí)，先將上沖頭208、下沖頭209及沖模205分別配置在初始位置。
(一次驅(qū)動(dòng)工序)首先，在固定了下沖頭209及沖模205(a)的狀態(tài)下，使上方壓頭207下降到下死點(diǎn)(機(jī)械移動(dòng)邊界位置)D，并關(guān)閉填充了原料粉末P的型腔C(i)。
(二次驅(qū)動(dòng)工序)當(dāng)曲柄角度成為180°而使上方壓頭207達(dá)到下死點(diǎn)D時(shí)，利用計(jì)算機(jī)220的程序使機(jī)械驅(qū)動(dòng)上方壓頭207的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M停止，并使通過上方壓頭207的下降而下降的上沖頭208停止下降(ii)。然后，在上方壓頭207停止下降時(shí)，驅(qū)動(dòng)液壓伺服閥224，并向液壓缸221供給液壓，使液壓活塞222即上沖頭208下降，直到線性標(biāo)尺214的測量值達(dá)到設(shè)定值(型腔C的厚度成為成形目標(biāo)厚度的值)(iii)。而且，在通過液壓使上沖頭208下降的同時(shí)，通過使沖模205下降上沖頭208的下降行程的一半左右(b)，型腔C內(nèi)的原料粉末P從上下兩側(cè)被推壓，受到均勻的加壓力作用，從而在上下方向上被壓縮成均勻的密度。
然后，如果線性標(biāo)尺214的測量值成為設(shè)定值，則液壓伺服閥224被計(jì)算機(jī)220控制，使液壓活塞222上升，從而上沖頭208上升，再次啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M的運(yùn)轉(zhuǎn)，使上沖頭208與上方壓頭207一起上升(iv)，并使沖模205下降(c)。由此，成形為成形目標(biāo)厚度的產(chǎn)品(壓粉體)Z0被從沖模205(型腔C)拔出并載置在下沖頭209上。
通過以上那樣能夠獲得成形為成形目標(biāo)厚度的壓粉體Z0。
另外，上述實(shí)施形式中所示的各構(gòu)成部件的各種形狀及組合等是一個(gè)例子，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種改變。在圖示的例子中，雖然固定了下沖頭209、并在一次驅(qū)動(dòng)工序和二次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)上沖頭208，但相反也可以采取在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)下沖頭并固定上沖頭的構(gòu)成。
此外，在上述實(shí)施形式中雖然使在一次驅(qū)動(dòng)工序中所形成的型腔的厚度比成形目標(biāo)厚度大，但是，由于只要先在一次驅(qū)動(dòng)工序中將上下沖頭位置設(shè)定成型腔的厚度為成形目標(biāo)厚度，則只在因裝置產(chǎn)生撓曲等而使型腔的厚度沒有成為成形目標(biāo)厚度時(shí)進(jìn)行二次驅(qū)動(dòng)工序即可，所以能夠簡化裝置的控制并且縮短制造時(shí)間。利用這種成形方法的話，如果在一次驅(qū)動(dòng)工序中型腔的厚度小于成形目標(biāo)厚度，就成形出比所希望的厚度小的壓粉體，但是在例如壓粉體的厚度如果為一定值以下則精度上就足夠的等情況下是有效的。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于邊測量著上下沖頭的間隔邊將原料粉末加壓成形到成形目標(biāo)厚度，所以，即使原料粉末的填充量產(chǎn)生偏差、或者框架產(chǎn)生伸展或撓曲，也能夠穩(wěn)定地制造目標(biāo)厚度的壓粉體。
通過將原料粉末以均勻量填充到整個(gè)型腔內(nèi)，并使上下沖頭的間隔為一定地進(jìn)行沖壓，便能夠穩(wěn)定地制造整體厚度、密度均勻的壓粉體。
權(quán)利要求
1.一種粉末成形方法，是在將原料粉末填充到型腔內(nèi)的填充工序后、進(jìn)行沖頭驅(qū)動(dòng)工序的粉末成形方法，其中，沖頭驅(qū)動(dòng)工序是將填充到該型腔內(nèi)的原料粉末在上沖頭與下沖頭之間進(jìn)行加壓成形的工序；上述沖頭驅(qū)動(dòng)工序具有驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭直到上下沖頭間所形成的型腔的厚度成為比成形目標(biāo)厚度稍大的狀態(tài)的一次驅(qū)動(dòng)工序，和測量上下沖頭的間隔、并邊進(jìn)行控制邊驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭直到所述測量值成為上述成形目標(biāo)厚度的二次驅(qū)動(dòng)工序。
2.一種粉末成形方法，是在將原料粉末填充到型腔內(nèi)的填充工序后、進(jìn)行沖頭驅(qū)動(dòng)工序的粉末成形方法，其中，沖頭驅(qū)動(dòng)工序是將填充到該型腔內(nèi)的原料粉末在上沖頭與下沖頭之間進(jìn)行加壓成形的工序；上述沖頭驅(qū)動(dòng)工序具有驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭而使上下沖頭接近的一次驅(qū)動(dòng)工序，和通過上述一次驅(qū)動(dòng)工序而使上述上下沖頭的間隔大于成形目標(biāo)厚度時(shí)、邊進(jìn)行控制邊驅(qū)動(dòng)上述上下沖頭的至少任一方直到上述上下沖頭的間隔成為成形目標(biāo)厚度的二次驅(qū)動(dòng)工序。
3.如權(quán)利要求1所述的粉末成形方法，在上述沖頭驅(qū)動(dòng)工序中，在上述一次驅(qū)動(dòng)工序及上述二次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)上述上下沖頭中的任一方?jīng)_頭，在上述一次驅(qū)動(dòng)工序及上述二次驅(qū)動(dòng)工序中固定另一方?jīng)_頭。
4.如權(quán)利要求2所述的粉末成形方法，在上述沖頭驅(qū)動(dòng)工序中，在上述一次驅(qū)動(dòng)工序及上述二次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)上述上下沖頭中的任一方?jīng)_頭，在上述一次驅(qū)動(dòng)工序及上述二次驅(qū)動(dòng)工序中固定另一方?jīng)_頭。
5.如權(quán)利要求1所述的粉末成形方法，在上述沖頭驅(qū)動(dòng)工序中，在上述一次驅(qū)動(dòng)工序中固定上述上下沖頭中的任一方?jīng)_頭，并在上述二次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)該沖頭；在上述一次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)另一方的沖頭，并在上述二次驅(qū)動(dòng)工序中固定該沖頭。
6.如權(quán)利要求2所述的粉末成形方法，在上述沖頭驅(qū)動(dòng)工序中，在上述一次驅(qū)動(dòng)工序中固定上述上下沖頭中的任一方?jīng)_頭，并在上述二次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)該沖頭；在上述一次驅(qū)動(dòng)工序中驅(qū)動(dòng)另一方的沖頭，并在上述二次驅(qū)動(dòng)工序中固定該沖頭。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的粉末成形方法，使上述填充工序構(gòu)成為，在使可滑動(dòng)地配置于上述沖模的上表面上并且下表面開放的滑靴盒前進(jìn)到型腔上的前進(jìn)工序之后，進(jìn)行使上述滑靴盒從上述型腔退避的退避工序，并在上述退避工序的過程中，使上述下沖頭相對(duì)于上述沖模相對(duì)上升，而將填充到上述型腔內(nèi)的原料粉末的一部分推起到上述沖模上，利用退避的上述滑靴盒刮去被推起到該沖模上的原料粉末的一部分，在上述退避工序結(jié)束時(shí)，使上述下沖頭相對(duì)于上述沖模的相對(duì)位置返回到退避工序之前的位置上。
8.一種粉末成形裝置，是將填充到型腔內(nèi)的原料粉末在上沖頭與下沖頭之間進(jìn)行加壓成形的粉末成形裝置，包括驅(qū)動(dòng)上述上下沖頭的任一方上下的一次驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)上述上下沖頭的任一方的上下位置進(jìn)行微調(diào)的二次驅(qū)動(dòng)裝置，用來求出上述上下沖頭的間隔的測量機(jī)構(gòu)，反饋該測量機(jī)構(gòu)的測量結(jié)果并控制上述二次驅(qū)動(dòng)裝置直到該測量結(jié)果成為目標(biāo)值的控制部。
9.如權(quán)利要求8所述的粉末成形裝置，上述上下沖頭中的一方由上述一次驅(qū)動(dòng)裝置及上述二次驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的粉末成形裝置，上述上下沖頭中的一方由上述一次驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，另一方由上述二次驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求8～10任一項(xiàng)所述的粉末成形裝置，上述上沖頭由上述二次驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求8～10任一項(xiàng)所述的粉末成形裝置，上述下沖頭由上述二次驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是為了在原料粉末的加壓成形時(shí)、使上下沖頭的間隔為一定地進(jìn)行加壓成形并得到一定高度的壓粉體而作出的。在本發(fā)明的粉末成形方法中，是在將原料粉末填充到型腔內(nèi)的填充工序后，在上沖頭與下沖頭之間將填充到該型腔內(nèi)的原料粉末進(jìn)行加壓成形的沖頭驅(qū)動(dòng)工序中，進(jìn)行一次驅(qū)動(dòng)工序和二次驅(qū)動(dòng)工序，其中，一次驅(qū)動(dòng)工序是驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭直到上下沖頭間所形成的型腔的厚度成為比成形目標(biāo)厚度大的狀態(tài)，二次驅(qū)動(dòng)工序是測量上下沖頭的間隔、并邊進(jìn)行控制邊驅(qū)動(dòng)任一方?jīng)_頭直到所述測量值成為成形目標(biāo)厚度。
文檔編號(hào)B30B11/02GK1649722SQ02829309
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者矢野勝彥, 笹川克巳, 松井征規(guī), 佐佐木政雄, 山田平治, 小林勝, 花房聰人, 佐藤秀雄 申請(qǐng)人:三菱麻鐵里亞爾株式會(huì)社, 日本三菱綜合材料技術(shù)株式會(huì)社