專利名稱：不重磨刀片的壓縮成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不重磨刀片的壓縮成型方法，特別地，涉及一 種使不重磨刀片的上下表面的輪廓形狀(內(nèi)切圓尺寸)的精度提高的 壓縮成型方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的成型粉末的壓縮成型方法中，向由沖模以及上下一對 的沖頭構(gòu)成的成型空間中填充恒定容積的成型粉末，通過上沖頭和下 沖頭進(jìn)行加壓成型。己知以使各沖頭在規(guī)定的位置停止這一點(diǎn)為優(yōu)先 的壓縮成型方法。
另外，存在具有沖模和沖頭而構(gòu)成成型部的粉末成型機(jī)。在該 粉末成型機(jī)中，采用通過滾珠絲杠驅(qū)動沖頭的機(jī)構(gòu)，在該驅(qū)動機(jī)構(gòu)上 連結(jié)伺服電動機(jī)，同時(shí)，設(shè)置用于檢測沖頭的壓縮力的傳感器。另外， 存在具有控制單元的粉末成型機(jī)，該控制單元將由該傳感器測量到的 測量值和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，對伺服電動機(jī)進(jìn)行控制，以使 測量值與基準(zhǔn)值對應(yīng)。上述粉末成型機(jī)具有可以以均勻的密度對壓粉 體進(jìn)行壓縮成型的效果。
專利文獻(xiàn)l:日本特開平1 — 181997號公報(bào)
在使上沖頭和下沖頭停止于固定的位置的壓縮成型方法中，通 過使成型粉末的容積恒定，得到恒定的填充重量。為了使成型粉末的 容積恒定，尋求填充裝置的形狀及動作設(shè)定等的最優(yōu)化。但是，如果 成型粉末的粒徑存在波動，則存在下述問題，即，壓粉體的密度變得 不均勻，燒結(jié)后的尺寸精度惡化。因此，由超硬合金、金屬陶瓷等構(gòu) 成的不重磨刀片，在作為切削刀具的切削刃使用的情況下，存在下述 問題，目卩，在更換前后，切削刃的刀尖尺寸發(fā)生較大變化，使加工精 度降低。另外，必須針對成型粉末的粒徑的不同，分別對填充裝置的形狀及動作設(shè)定等進(jìn)行管理，因而復(fù)雜。
在使用特開平1一181997號公報(bào)(參照圖1)中記載的粉末成型 機(jī)的壓縮成型方法中，由于基于沖模和沖頭之間的壓縮力而進(jìn)行控 制，所以伴隨著成型粉末的填充量的變化，上下沖頭之間的間隔發(fā)生 變化。為了抑制該變化，必須高精度地管理成型粉末的容積。另外， 如果由于裝置的故障，而在沒有填充成型粉末的狀態(tài)下進(jìn)行壓縮動 作，則存在使上下沖頭彼此沖突而損壞模具的可能性。另外，即使不 至于損壞，也存在燒結(jié)后的尺寸超出容許范圍而產(chǎn)生不良品的可能 性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一 種可以高精度地形成上下表面輪廓形狀的不重磨刀片的壓縮成型方 法。
為了解決上述課題，技術(shù)方案1所涉及的發(fā)明是一種不重磨刀 片的壓縮成型方法，其對填充至由沖模、上沖頭以及下沖頭構(gòu)成的成 型空間中的成型粉末，利用上沖頭和下沖頭進(jìn)行壓縮成型，其特征在 于，在利用位置控制裝置，使上沖頭及下沖頭均滑動移動至接近根據(jù) 要成型的制品的設(shè)計(jì)的值而確定的推定停止位置(以下稱為"推定停 止位置")之后，利用載荷控制裝置進(jìn)行滑動移動，直至達(dá)到規(guī)定的 壓力。
另外，技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明是一種不重磨刀片的壓縮成型 方法，其對填充至由沖模、上沖頭以及下沖頭構(gòu)成的成型空間中的成 型粉末，利用上沖頭和下沖頭進(jìn)行壓縮成型，其特征在于，在利用位 置控制裝置，使上沖頭及下沖頭均移動至接近根據(jù)要成型的制品的設(shè) 計(jì)的值而確定的停止位置(以下稱為"推定停止位置")之后，利用 位置控制裝置使某一側(cè)的沖頭滑動移動至由設(shè)計(jì)而求出的推定停止 位置，然后，利用載荷控制裝置，使另一側(cè)的沖頭進(jìn)行滑動移動，直 至達(dá)到規(guī)定壓力。
根據(jù)技術(shù)方案1所涉及的發(fā)明，即使產(chǎn)生成型粉末的填充重量
5的波動，也可以使不重磨刀片的壓粉體的密度均勻化。因此，不重磨 刀片所形成的形狀不會發(fā)生波動，上下表面的輪廓形狀可以高精度地 成型。
在利用上沖頭及下沖頭進(jìn)行成型擠壓成型的上下表面上，形成 前傾面，并在該上下表面的周緣部上形成切削刃的負(fù)型的不重磨刀片 中，燒結(jié)后的前傾面以及切削刃的尺寸精度變得非常高。因此，安裝 有不重磨刀片的切削刀具的刀尖位置精度，與現(xiàn)有技術(shù)相比得到提 高。而且，不重磨刀片的更換前后的刀尖位置的變化，與現(xiàn)有技術(shù)相 比變小，從而使精加工表面精度大幅度提高。
此外，不重磨刀片的壓粉體的厚度尺寸，由于與上沖頭和下沖 頭的間隔對應(yīng)，所以如果成型粉末的填充重量發(fā)生變動，則其會產(chǎn)生 波動。但是，通過使用磨削磨石等，對燒結(jié)后的不重磨刀片的上下表 面中的至少一個實(shí)施磨削加工，可以精加工出設(shè)定的厚度尺寸。
另外，在燒結(jié)后進(jìn)行磨削加工而成型的情況下，磨削余量的誤 差以及變化變小。因此，可以減少磨削余量，可以減少磨削成本以及 材料費(fèi)用。而且，使壓粉體的密度非常均勻，燒結(jié)后的合金特性高且 穩(wěn)定。因此，可以得到強(qiáng)度高的合金，可以穩(wěn)定地形成作為切削刀具 的切削刃優(yōu)良、刀具壽命長的刀具。
根據(jù)技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明，在通過位置控制裝置使某一側(cè) 的沖頭移動至推定停止位置之前，通過載荷控制裝置使另一側(cè)的沖頭 進(jìn)行滑動移動，直至壓力達(dá)到規(guī)定壓力為止，由此使壓粉體的密度均 勻化。另外，與此同時(shí)，使利用一側(cè)的沖頭進(jìn)行成型擠壓后的上表面、 下表面中任意一側(cè)的面的輪廓形狀高精度地成型。
因此，在一側(cè)的面上形成前傾面，在該前傾面的周緣部上形成 切削刃的不重磨刀片中，燒結(jié)后的前傾面以及切削刃的尺寸精度變得 非常高。因此，安裝有不重磨刀片的切削刀具的刀尖位置精度，與現(xiàn) 有技術(shù)相比得到了提高。而且，不重磨刀片的更換前后的刀尖位置的 變化，與現(xiàn)有技術(shù)相比變小。因此，使切削刀具的加工表面精度大幅 度提高。


圖1是以按照時(shí)間順序表示不重磨刀片的壓粉體的制造工序例 中的1個周期的圖。
圖2是表示本發(fā)明所涉及的壓縮成型方法中使用的壓縮成型機(jī) 的一個例子的示意圖。
圖3是1個周期中的上沖頭及下沖頭的位置一時(shí)間線圖。
圖4是1個周期中的沖頭的載荷一時(shí)間線圖。
圖5A是表示通過壓縮成型方法制作的負(fù)型的不重磨刀片的一 個例子的圖。
圖5B是表示通過壓縮成型方法制作的負(fù)型的不重磨刀片的其 他例子的圖。
圖5C是表示通過壓縮成型方法制作的負(fù)型的不重磨刀片的其 他例子的圖。
圖6是其他的壓縮成型方法的1個周期中的上沖頭及下沖頭的 位置一時(shí)間線圖。
圖7A是表示通過其他的壓縮成型方法制作的正型的不重磨刀 片的一個例子的圖。
圖7B是表示通過其他的壓縮成型方法制作的正型的不重磨刀 片的其他例子的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，說明本發(fā)明所涉及的不重磨刀片的壓縮成型 方法的一個實(shí)施例。圖1是按照時(shí)間順序表示不重磨刀片的壓粉體的 制造工序的1個周期的圖。圖2是壓縮成型方法中使用的壓縮成型機(jī) 的示意圖。圖3是1個周期中的上沖頭及下沖頭的位置一時(shí)間線圖。 圖4是1個周期中的沖頭的載荷一時(shí)間線圖。圖5A等是對通過壓縮 成型方法制作的負(fù)型的不重磨刀片進(jìn)行例示的圖。
圖1表示制作不重磨刀片的壓粉體的工序。其如圖示所示，由1 個周期構(gòu)成，該周期由下述工序構(gòu)成填充工序，其向由沖模、上沖 頭以及下沖頭構(gòu)成的成型空間中填充成型粉末；加壓工序，其對填充
7的成型粉末進(jìn)行壓縮成型；以及擠出工序，其將壓縮成型的壓粉體從 成型空間中拔出。這些工序使用圖2中示意地示出的壓縮成型機(jī)10 而進(jìn)行。
壓縮成型機(jī)10具有框架20，該框架20具有上段壁21、中段壁 22、以及下段壁23。在上段壁21以及下段壁23上，可旋轉(zhuǎn)地樞軸 支撐滾珠螺母或者滾珠絲杠(未圖示)，并安裝沖頭驅(qū)動用的伺服電 動機(jī)30、 31。固定于滾珠螺母或者滾珠絲杠上的齒輪和固定于伺服 電動機(jī)30、 31的輸出軸上的齒輪通過架設(shè)同步帶而將它們連結(jié)?；?者通過連接器直接連結(jié)。
在安裝于上段壁21上的滾珠螺母或者滾珠絲杠上，螺合上沖頭 驅(qū)動用滾珠絲杠32。在滾珠絲杠32的下端，可更換地安裝上沖頭40， 滾珠絲杠32的按壓力直接作用于該上沖頭40。 32及33可以是通常 的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)。
在安裝于下段壁23上的滾珠螺母或者滾珠絲杠上，螺合下沖頭 驅(qū)動用滾珠絲杠33。在滾珠絲杠33的上端，可更換地安裝下沖頭41， 滾珠絲杠33的按壓力直接作用于該下沖頭41。
上下的滾珠螺母或者滾珠絲杠、和與它們螺合的上下沖頭驅(qū)動 用滾珠絲杠32、 33所組成的一對，是分別將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為同一軸 線方向的直線運(yùn)動而通過伺服電動機(jī)分別驅(qū)動上下沖頭40、 41的機(jī) 構(gòu)。
在中段壁22上，安裝沖模安裝部70。在沖模安裝部70上，形 成貫穿上下的孔，在該沖模安裝部70上，可更換地安裝沖模60。
如圖2中圖示所示，沖模60具有上下貫穿的孔狀的成型空間61。 沖模60的成型空間61，以所制作的不重磨刀片的壓粉體的俯視形狀 高精度地形成。上下沖頭40、 41形成為，與沖模60的成型空間61 精密地嵌合，且相對于沖模60可相對地上下移動。
伺服電動機(jī)30、 31是AC伺服電動機(jī)，它們分別利用信號線以 及電源線，經(jīng)過伺服放大器51而與控制裝置50連接。
控制裝置50采用具有輸入部、存儲部、比較部、輸出部以及對 它們的動作進(jìn)行調(diào)整的控制部的結(jié)構(gòu)，除了使上沖頭40、下沖頭41進(jìn)行動作的控制以外，還進(jìn)行以下的反饋控制處理?？刂蒲b置50，
同時(shí)具有位置控制裝置50A以及載荷控制裝置50B。此外，也可以 采用使位置控制裝置50A、載荷控制裝置50B分別獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。
在位置控制裝置50A中，向輸入部輸入上沖頭40及下沖頭41 的位置檢測值、和與上下沖頭40、 41的位置相關(guān)的設(shè)定值。位置檢 測值由位置檢測傳感器52檢測。位置檢測傳感器52由安裝在上下的 滾珠絲杠32、 33上的線性比例尺構(gòu)成。
在存儲部中，存儲與上下沖頭40、 41的各種動作相關(guān)的動作程 序，同時(shí)，存儲向輸入部輸入的設(shè)定值。比較部按照控制部的定時(shí)， 對來自位置檢測傳感器52的檢測值和存儲的設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷 各沖頭40、 41的移動量是否達(dá)到設(shè)定值。在檢測值未達(dá)到設(shè)定值的 情況下，使伺服電動機(jī)30、 31的驅(qū)動繼續(xù)，在確認(rèn)已經(jīng)達(dá)到設(shè)定值 的情況下，使伺服電動機(jī)30、 31的驅(qū)動停止。這樣，伺服電動機(jī)30、 31基于各沖頭40、 41的移動量進(jìn)行控制。作為位置檢測傳感器52， 優(yōu)選分辨率高的線性比例尺52，但也可以使用線性編碼器、線性傳 感器、電位計(jì)等。
另一方面，在載荷控制裝置50B中，通過鍵盤等向輸入部輸入 上沖頭40及下沖頭41的載荷檢測值、及與上下沖頭40、 41的載荷 相關(guān)的設(shè)定值。載荷檢測值由載荷檢測傳感器53檢測。載荷檢測傳 感器53由安裝在上下的滾珠絲杠32、 33上的壓電元件構(gòu)成。
在存儲部中，存儲與各沖頭40、41的各種動作相關(guān)的動作程序， 同時(shí)，存儲向輸入部輸入的設(shè)定值。比較部按照控制部的定時(shí)，對由 載荷檢測傳感器53檢測到的檢測值和存儲的設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷 各沖頭40、 41的載荷是否達(dá)到設(shè)定值。在檢測值未達(dá)到的情況下， 使伺服電動機(jī)30、 31的驅(qū)動繼續(xù)，在確認(rèn)已經(jīng)達(dá)到設(shè)定值的情況下， 使伺服電動機(jī)30、 31的驅(qū)動停止。這樣，伺服電動機(jī)30、 31基于沖 模60和各沖頭40、 41之間產(chǎn)生的載荷進(jìn)行控制。作為載荷檢測傳感 器53，優(yōu)選檢測精度高的壓電元件，但也可以使用應(yīng)變計(jì)、測力傳 感器等。
另外，安裝位置檢測傳感器52或載荷檢測傳感器53的位置，不限于滾珠絲杠30、 31，只要是與上下沖頭40、 41的驅(qū)動機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián) 的位置即可，也可以是其他位置。
由下述部分等構(gòu)成伺服電動機(jī)30、 31的控制單元鍵盤，其輸 入上下沖頭40、 41的位置及載荷的設(shè)定值；位置檢測傳感器52，其 檢測上下沖頭40、 41的位置；載荷檢測傳感器53，其檢測上下沖頭 40、 41的載荷；控制裝置50，其將上述部分連接；以及伺服放大器 51等。
如圖2所示，在沖模60和沖模安裝部70的上表面，載置送料 器80。送料器80，在上部連結(jié)供給管，底部具有開口部。供給管與 原料供給機(jī)構(gòu)(未圖示)連接，從原料供給機(jī)構(gòu)經(jīng)由供給管將成型粉 末導(dǎo)入至送料器80的內(nèi)部。送料器80利用伺服電動機(jī)、螺線管等驅(qū) 動裝置(未圖示)，與壓縮成型動作同步地，沿沖模60及沖模安裝 部70的上表面往復(fù)滑動。
下面，說明使用壓縮成型機(jī)的壓縮成型方法。與要成型的制品 對應(yīng)地，分別選擇并設(shè)置上下沖頭40、 41以及沖模60。由控制裝置 從存儲在存儲部中的動作程序中選擇程序，按照該程序使上沖頭40 及下沖頭41進(jìn)行動作。
圖3表示上下沖頭40、41的1個周期中的上下方向的位置變化。 此外，示出了送料器80沿沖模60的上表面的左右方向的位置變化。 如圖所示，首先，將上沖頭40從沖模60中拔出，移動至上方的退避 位置。使下沖頭41嵌入沖模60的成型空間，由下沖頭41的上表面 形成成型空間的底面。
如果確認(rèn)了該待機(jī)狀態(tài)，則使伺服電動機(jī)、螺線管等驅(qū)動裝置 進(jìn)行動作，將送料器80移動至成型空間上方，向成型空間填充成型 粉末(參照圖1中的填充工序)。送料器80在成型空間上方左右擺 動幾次后，返回原來的位置。由此，提高成型粉末的填充效率，同時(shí)， 提高填充量的精度。
然后，使上沖頭驅(qū)動用的伺服電動機(jī)30驅(qū)動，經(jīng)由齒輪、同步 帶、齒輪，使?jié)L珠螺母或者滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)。然后，使上沖頭驅(qū)動用滾 珠絲杠32下降，將上沖頭40嵌入沖模60的成型空間(參照圖l中的加壓工序的加壓準(zhǔn)備的圖)。由此，分別被上沖頭驅(qū)動用滾珠絲杠
32、下沖頭驅(qū)動用滾珠絲杠33直接按壓的上沖頭40、下沖頭41滑 動移動，直至停止位置(下止點(diǎn))，將成型空間內(nèi)部的成型粉末壓縮 成型(參照圖1中的加壓工序的加壓成型的圖)。
在這里，如圖3中圖示所示，上沖頭40及下沖頭41，首先按照 設(shè)定的動作程序，利用通常的位置控制、和基于來自位置檢測傳感器 52的檢測值和存儲的設(shè)定值的位置控制裝置50A的反饋控制，進(jìn)行 滑動移動，對成型粉末進(jìn)行加壓，在到達(dá)接近各自的下止點(diǎn)的設(shè)定的 位置(圖3中的Ul、 Ll的各位置)之后，仍然按照設(shè)定的動作程序， 利用通常的載荷控制、和基于來自載荷檢測傳感器53的檢測值和存 儲的設(shè)定值的載荷控制裝置50B的反饋控制，進(jìn)行滑動移動，在達(dá) 到設(shè)定載荷的定時(shí)停止(圖3中的U2、 L2的各位置)。
然后，使上沖頭40和下沖頭41移動以使其彼此分離，解除對 壓粉體的加壓。上述移動中，在利用通常的位置控制和位置控制裝置 50A的反饋控制，以規(guī)定的設(shè)定量滑動移動后，高精度地控制彼此的 間隔，同時(shí)向上方滑動移動，如果到達(dá)取出壓粉體的位置，則僅使下 沖頭41停止，使上沖頭40返回至待機(jī)位置。
到達(dá)取出位置的壓粉體，被壓縮成型機(jī)所具有的取出裝置(未 圖示)取出，并移動至規(guī)定的位置。在上下沖頭40、 41的一系列動 作中，各沖頭40、 41的上下方向的位置，如圖3中圖示所示，在1 個周期之間變化。載荷如圖4中圖示所示，在停止位置略微超過設(shè)定 載荷。載荷控制裝置50B，對上下沖頭40、 41的滑動移動以及停止 位置進(jìn)行控制，使該超過的量極小化(接近于O)。
如下述所示，更詳細(xì)地說明以上的內(nèi)容。
首先，根據(jù)要成型的制品的形狀，求出上沖頭40和下沖頭41 的停止位置(推定停止位置)。即，形成要成型的制品的設(shè)計(jì)厚度的 停止位置。
下沖頭41如圖3所示，在填充工序中，從沖模60的上表面位 置下降，直至下降至由沿縱向標(biāo)記的填充深度的箭頭的下端所表示的 位置，并保持該位置。在此期間，從送料器80向沖模60的內(nèi)部供給
11成型粉末。在由填充工序和加壓工序的邊界表示的定時(shí)，使下沖頭
41如圖示所示從上述位置略微下降。到達(dá)圖3所示的下沖頭41的最
下端的位置。
另外，在由填充工序和加壓工序的邊界表示的定時(shí)，使上沖頭
40開始下降。即，直至填充工序結(jié)束的定時(shí)為止，使上沖頭40保持從沖模60拔出的狀態(tài)。然后，從沖模60的上表面略微進(jìn)入沖模60的內(nèi)部。使上沖頭40進(jìn)入沖模60內(nèi)，短暫保持該位置后，開始下降。
另外，在上沖頭40進(jìn)入沖模60內(nèi)并保持該位置的狀態(tài)的中間位置，使下沖頭41開始上升。通過使該上沖頭40進(jìn)入沖模60和下沖頭41的上升，開始向成型粉末加壓。該定時(shí)是由沿水平方向標(biāo)記的加壓的箭頭的左端表示的定時(shí)。
通過上沖頭40的下降和下沖頭41的上升，成型粉末被加壓。在附圖所示的例子中，從加壓開始的定時(shí)開始，上沖頭40下降的距離和下沖頭41上升的距離分別約為5mm。該值是因要成型的制品而不同的值。
上沖頭40的下降和下沖頭41的上升，在該約5mm的95%之前，由位置控制進(jìn)行控制，然后切換為載荷控制。即，從加壓開始的定時(shí)開始，利用位置控制而移動至推定停止位置為止的移動量的95%，在剩余的移動量為5%的定時(shí)，將各自的移動切換為載荷控制，上述推定停止位置是由要成型的制品的設(shè)計(jì)而確定的停止位置。上沖頭40的切換位置由Ul表示，下沖頭41的切換位置由U2表示。
由此，上沖頭40和下沖頭41繼續(xù)下降和上升，直至載荷控制裝置50B檢測出已經(jīng)達(dá)到規(guī)定壓力。另外，如果載荷控制裝置50B檢測出已經(jīng)達(dá)到規(guī)定壓力，則使上沖頭40的下降和下沖頭41的上升停止。在圖3中，上沖頭40停止在由下止點(diǎn)箭頭及U2表示的位置，下沖頭41停止在L2表示的位置。因此，由于成型粉末的填充量的波動，使得通過載荷控制而停止的位置，不一定與根據(jù)制品的設(shè)計(jì)值而確定的推定停止位置一致。
另外，載荷控制也可以不是整體的剩余5%，而是其他比例。但是，通過由載荷控制移動加壓工序的剩余5%，具有下述效果，艮P，可以盡可能縮短包含位置控制下的移動在內(nèi)的整體的移動時(shí)間，即工序時(shí)間，且可以以必要的壓力對成型粉末充分地加壓。即，在將被填
充至沖模60內(nèi)的成型粉末，如圖3等所示壓縮為大致1/3程度而使制品成型的加壓中，5%具有最佳效果。
如上述所示，由于控制上下沖頭40、 41的載荷而壓縮成型的不重磨刀片的壓粉體的密度恒定，所以使通過上下沖頭40、 41而成型擠壓后的上下表面的輪廓形狀高精度地成型。因此，在上述上下表面形成前傾面，在其周緣部形成切削刃的不重磨刀片中，燒結(jié)后的前傾面以及切削刃的尺寸精度極高。由此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，安裝有該不重磨刀片的切削刀具的刀尖位置精度提高。另外，由于與現(xiàn)有技術(shù)相比，不重磨刀片更換前后的刀尖位置的變化變小，所以精加工表面精度大幅度提高。另外，在燒結(jié)后，對不重磨刀片的周面進(jìn)行磨削加工而成型的情況下，由于磨削余量的誤差以及變化變小，所以可以減少磨削余量，減少磨削成本以及材料費(fèi)用。而且，壓粉體的密度非常均勻，燒結(jié)后的合金特性高且穩(wěn)定。因此，可以得到強(qiáng)度高的合金，作為切削刀具，能夠穩(wěn)定地形成切削刃優(yōu)良、刀具壽命長的刀具。
上沖頭40及下沖頭41，在達(dá)到設(shè)定載荷的定時(shí)停止。由于停止位置與成型粉末的填充量等的變化對應(yīng)而變化，所以有時(shí)不重磨刀片的壓粉體的厚度產(chǎn)生波動。另一方面，對于燒結(jié)后的不重磨刀片，在上下表面中的至少一側(cè)的面上，使用磨削磨石等實(shí)施磨削加工。由此，將不重磨刀片精加工為精度高的厚度尺寸。
圖5A、圖5B、圖5C表示通過壓縮成型方法制作的不重磨刀片。圖5A、圖5B所示的不重磨刀片，在上下表面上分別具有前傾面。圖5C所示的不重磨刀片，僅在上表面形成前傾面，沿切削刃的棱線具有斷屑槽。如該圖所示，適用于對上下表面的輪廓形狀相同且在同一軸心上的、負(fù)型的不重磨刀片的壓粉體進(jìn)行成型。其原因是，由于通過該壓縮成型方法制作的壓粉體，在燒結(jié)后，在以高精度的輪廓形狀成型的上下表面上，分別形成前傾面101，同時(shí)，在上述上下表面的周緣部上，分別形成切削刃103，所以在選擇性地使用不重磨刀片100的上下表面作為前傾面101時(shí)，或者在不重磨刀片100的更換前
13后，切削刀具中的切削刃103的刀尖位置精度大幅度地提高。另外， 在燒結(jié)后，對作為后隙面102的周面進(jìn)行磨削加工，而使上下表面的 輪廓形狀成型的情況下，由于上述周面的磨削量的誤差以及變化變 小，所以可以減少磨削量，減少磨削成本以及材料費(fèi)用。
另外，下止點(diǎn)的上沖頭的前端面40a和下沖頭的前端面41a的 間隔，根據(jù)位置檢測傳感器52的檢測值進(jìn)行換算，在位置控制裝置 50A的比較部中，與輸入至存儲部的容許值進(jìn)行比較，判斷是否在容 許范圍內(nèi)。由于在容許范圍外的情況下，將該壓粉體作為不良品而篩 選出，作為成型粉末進(jìn)行再生處理，使其不會流向后面的燒結(jié)工序中， 所以通過減少不良品以及節(jié)約成型粉末而提高經(jīng)濟(jì)性。
這是下述情況下的應(yīng)對方法，目卩，雖然如上述所示通過載荷控 制對上沖頭40的下降和下沖頭41的上升進(jìn)行控制，在達(dá)到規(guī)定壓力 的階段使移動停止，但此時(shí)的值大幅度偏離由制品設(shè)計(jì)而求出的值的 情況。g卩，利用位置檢測傳感器52，測量通過載荷控制使上沖頭40 和下沖頭41停止的定時(shí)的位置。然后，將測量到的上沖頭40和下沖 頭41的間隔與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果測量到的間隔在基準(zhǔn)值的閾值 內(nèi)，則將成型的壓粉體作為良品處理，但在超過閾值的情況下，作為 不良品。
優(yōu)選上沖頭40及下沖頭41分別由多個分割沖頭構(gòu)成，該分割 沖頭可以彼此獨(dú)立地滑動移動。各個分割沖頭，通過滾珠絲杠可以獨(dú) 立地滑動移動，可以單獨(dú)地控制滑動移動量及載荷。利用這種分割沖 頭，由于可以分區(qū)域高精度地管理向不重磨刀片的壓粉體的上下表面 施加的載荷，所以能夠使壓粉體的密度更加均勻化。
下面，參照附圖，說明使用了本發(fā)明的壓縮成型方法的其他例 子。圖6是表示1個周期中的上下沖頭40、 41的上下方向的位置變 化的線圖(示出了送料器80沿沖模60的上表面的左右方向的位置變 化)。圖7A表示通過該壓縮成型方法制作的正型的不重磨刀片。
該壓縮成型方法，使用與前述的壓縮成型機(jī)IO基本相同的結(jié)構(gòu)。 首先，將上沖頭40從固定在中段壁22上的沖模60向上方拔出，并 移動至退避位置。另外，使下沖頭41嵌入沖模60的成型空間中，形成成型空間的底部。如果確認(rèn)了該待機(jī)狀態(tài)，則使未圖示的伺服電動 機(jī)、螺線管等驅(qū)動裝置進(jìn)行動作，將送料器80移動至成型空間上方， 將成型粉末向成型空間中填充。為了提高成型粉末的填充效率，同時(shí)
提高填充量的精度，使送料器80在成型空間上方擺動幾次后，返回 原來的位置。然后，使上沖頭驅(qū)動用的伺服電動機(jī)30驅(qū)動，經(jīng)由齒 輪、同步帶、齒輪，使?jié)L珠螺母或者滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而，使上沖頭 驅(qū)動用滾珠絲杠32下降，將上沖頭40嵌入沖模60的成型空間中。 由此，分別被上沖頭驅(qū)動用滾珠絲杠32、下沖頭驅(qū)動用滾珠絲杠33 直接按壓的上沖頭40、下沖頭41滑動移動至停止位置(下止點(diǎn))， 將成型空間內(nèi)部的成型粉末壓縮成型。
在這里，如圖6中圖示所示，上沖頭40及下沖頭41，首先按照 設(shè)定的動作程序，利用通常的位置控制、及基于來自位置檢測傳感器 52的檢測值和存儲的設(shè)定值的位置控制裝置50A的反饋控制，進(jìn)行 滑動移動，對成型粉末進(jìn)行加壓，在滑動移動接近各自的停止位置(下
止點(diǎn))的設(shè)定的位置(圖6中的U3、 L3的各位置)之后，僅對上沖 頭40進(jìn)行位置控制，滑動移動至設(shè)定的停止位置(圖6中的U4)， 在到達(dá)停止位置的定時(shí)停止。然后，在使到達(dá)停止位置的上沖頭40 停止的狀態(tài)下，按照設(shè)定的動作程序，利用通常的載荷控制、及基于 來自載荷檢測傳感器53的檢測值和存儲的設(shè)定值的載荷控制裝置 50B的反饋控制，僅使下沖頭41滑動移動，并在下沖頭41的載荷達(dá) 到設(shè)定載荷的定時(shí)(圖6中的L4)停止。
下面，詳細(xì)說明上述例子。如上述所示，如果開始加壓(是指 以箭頭表示的"加壓"位置)，則上沖頭40，在位置控制的狀態(tài)下， 下降至由設(shè)計(jì)而求出的推定停止位置、即位置U3。另外，該位置是 上沖頭40與沖模60的內(nèi)表面緊密貼合的位置。
另一方面，下沖頭41利用位置控制，上升至相對于由要成型的 制品設(shè)計(jì)而求出的下沖頭41的推定停止位置為95%的位置、即L3 的位置。然后，切換為載荷控制而使下沖頭41進(jìn)行移動。另外，如 果載荷達(dá)到規(guī)定值，則使下沖頭41停止。這是圖6中以L4表示的 位置。然后，為了解除對壓粉體的加壓，使上沖頭40和下沖頭41,再
次利用通常的位置控制和位置控制裝置50A，以規(guī)定的設(shè)定量進(jìn)行滑 動移動以使彼此分離后，高精度地控制彼此的間隔，同時(shí)向上方滑動 移動，如果到達(dá)取出壓粉體的位置，則僅使下沖頭41停止，而使上 沖頭40返回至待機(jī)位置(參照圖1)。到達(dá)取出位置的壓粉體，被 壓縮成型機(jī)所具有的取出裝置(未圖示)取出，移動至規(guī)定的位置。 在前述上下沖頭40、 41的一系列動作中，各沖頭40、 41的上下方向 的位置，如圖6中圖示所示，在1個周期之間變化，載荷如圖4中圖 示所示，在下止點(diǎn)略微超過設(shè)定載荷，但通過載荷控制裝置50B對 下沖頭41的滑動移動以及停止位置進(jìn)行控制，以使得該超過的量極 小化(接近于0)。
如上述所示，由于高精度地控制下沖頭41的載荷而壓縮成型的 不重磨刀片的壓粉體的密度恒定，所以使通過上下沖頭40、 41成型 擠壓后的上下表面的輪廓形狀高精度地成型。因此，在上述上下表面 形成前傾面，在上下表面的周緣部形成切削刃的不重磨刀片中，由于 燒結(jié)后的前傾面以及切削刃的尺寸精度極高，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比， 安裝有該不重磨刀片的切削刀具的刀尖位置精度提高，同時(shí)，由于與 現(xiàn)有技術(shù)相比，不重磨刀片更換前后的刀尖位置的變化變小，所以該 切削刀具的加工表面精度大幅度提高。另外，在燒結(jié)后，對不重磨刀 片的周面進(jìn)行磨削加工而成型的情況下，由于磨削余量的誤差以及變 化變小，所以可以減少磨削余量，減少磨削成本以及材料費(fèi)用。而且， 由于可以得到壓粉體的疏密變化極小、燒結(jié)后的合金特性高且穩(wěn)定、 強(qiáng)度高的合金，所以作為切削刀具的切削刃，可以穩(wěn)定地得到優(yōu)異的 刀具壽命。
在該壓縮成型方法中，優(yōu)選上沖頭的前端面40a的輪廓形狀比 下沖頭的前端面41a的輪廓形狀大且上下沖頭40、 41彼此配置在同 一軸心上。在此情況下，所制作的不重磨刀片，成為圖7B所例示的 正型的不重磨刀片，根據(jù)該壓縮成型方法，由于在將上沖頭的前端面 40a高精度地定位在下止點(diǎn)后，以對上沖頭40及下沖頭41設(shè)定的載 荷控制下沖頭41a，所以不重磨刀片的壓粉體高精度地形成由上沖頭的前端面40a進(jìn)行成型擠壓的不重磨刀片的上表面輪廓形狀。因此， 使形成于上述上表面的前傾面的輪廓形狀以及形成于其周緣部的切 削刃，極高精度地成型。
與不重磨刀片的周面102對應(yīng)的沖模60的孔61的內(nèi)壁，隨著 從沖模60的上表面朝向下表面，逐漸向內(nèi)側(cè)傾斜。在上沖頭的前端 面40a與沖模60的上表面相比位于上方的情況下，與兩者的上下方 向的間隔對應(yīng)地，在形成于從切削刃103延伸的周面上的后隙面102 上，在上述切削刃103的正下方，沿該切削刃103形成沒有后角的(后 角為O。的)平坦面。由于該平坦面在切削刀具中與切削刃103的棱 線相比，先與被切削材料接觸，所以成為引起銳利程度的惡化及發(fā)生 明顯的后隙面磨損的原因，因此希望盡可能減小。當(dāng)前，對產(chǎn)生該平 坦面的后隙面，即不重磨刀片的周面進(jìn)行磨削加工，從而避免上述問 題，但存在成本高的問題。另外，在上沖頭的前端面40a與沖模60 的上表面相比位于下方的情況下，存在下述問題，即，上沖頭的前端 面40a的周緣部與沖模的孔61的內(nèi)壁沖突，使上沖頭40及沖模60 損壞。
對于這一點(diǎn)，根據(jù)本壓縮成型方法，由于將上沖頭40高精度地 定位在作為停止位置而設(shè)定的沖模60的上表面的高度，所以可以使 在燒結(jié)后的不重磨刀片的切削刃的正下方產(chǎn)生的平坦面的寬度非常 接近于0。因此，可以防止銳利程度的惡化及后隙面磨損的急劇增大， 而且，由于不需要對不重磨刀片的周面進(jìn)行磨削加工，所以不會產(chǎn)生 成本高的問題。
在下沖頭41的動作中，將在達(dá)到設(shè)定載荷的定時(shí)停止的位置作 為停止位置，但由于該停止位置與成型粉末的填充量等的變化對應(yīng)而 變化，所以有時(shí)不重磨刀片的壓粉體的厚度尺寸產(chǎn)生波動。但是，通 過使用磨削磨石等，對燒結(jié)后的不重磨刀片的下表面實(shí)施磨削加工， 可以高精度地加工出該不重磨刀片的厚度尺寸。
對于上述方法，也可以將上沖頭40和下沖頭41的控制互換。 即，首先，通過位置控制，使上下沖頭40、 41滑動移動至接近各自 的設(shè)計(jì)上的推定停止位置，然后，通過位置控制僅使下沖頭41滑動移動至設(shè)定的推定停止位置，并停止。然后，在使到達(dá)推定停止位置 的下沖頭41停止的狀態(tài)下，通過基于設(shè)定程序的載荷控制和反饋控
制，僅使上沖頭40滑動移動，在上下沖頭40、 41的載荷達(dá)到設(shè)定載 荷的定時(shí)停止。在該方法中，雖然在與壓粉體的上表面相鄰的周面上， 形成寬度較大的平坦面，但由于在燒結(jié)后，優(yōu)先在形成有前傾面101 的上述上表面上，進(jìn)行用于使不重磨刀片的厚度尺寸成為期望的尺寸 的磨削加工，所以可以同時(shí)滿足前傾面101的輪廓形狀的精度和切削 刃的銳度。不僅在上述上表面上，而且在周面上也實(shí)施燒結(jié)后的磨削 加工的情況下，前傾面101的輪廓形狀及切削刃形狀的精度和切削刃 的銳度進(jìn)一步提高。
另外，在本壓縮成型方法中，停止位置處的上沖頭的前端面40a 和下沖頭的前端面41a的間隔，根據(jù)位置檢測傳感器52的檢測值換 算，在位置控制裝置50A的比較部中，與輸入至存儲部的容許值進(jìn) 行比較，判斷是否在容許范圍內(nèi)。由于在容許范圍外的情況下，將該 壓粉體作為不良品而篩選出，作為成型粉末而再生，使其不會流向后
面的燒結(jié)工序中，所以通過減少不良品以及節(jié)約成型粉末而提高經(jīng)濟(jì) 性。這是與上述的應(yīng)對方法相同的處理。
優(yōu)選上沖頭40及下沖頭41分別由多個分割沖頭構(gòu)成，該分割 沖頭可以彼此獨(dú)立地滑動移動。各個分割沖頭，通過滾珠絲杠30、 31可以獨(dú)立地滑動移動，可以控制滑動量及載荷。根據(jù)這種分割沖 頭，由于可以分區(qū)域高精度地管理向不重磨刀片的壓粉體的上下表面 施加的載荷，所以能夠使壓粉體的密度更加均勻化。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明可以在使不重磨刀片成型等的不重磨刀片的壓縮成型方 法中使用。
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權(quán)利要求
1.一種不重磨刀片的壓縮成型方法，其對填充至由沖模、上沖頭以及下沖頭構(gòu)成的成型空間中的成型粉末，利用上沖頭和下沖頭進(jìn)行壓縮成型，其特征在于，在利用位置控制裝置，使上沖頭及下沖頭均滑動移動至接近由設(shè)計(jì)而求出的推定停止位置之后，利用載荷控制裝置進(jìn)行滑動移動，直至達(dá)到規(guī)定的壓力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不重磨刀片的壓縮成型方法，其特征在于，上沖頭及下沖頭的前端面，輪廓形狀彼此相同且位于同一軸心上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不重磨刀片的壓縮成型方法，其特征 在于，停止時(shí)的上沖頭和下沖頭的間隔由這些上沖頭及下沖頭的位置 檢測傳感器檢測出，在判定所述間隔處于設(shè)定的容許范圍外的情況 下，將壓縮成型體篩選出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的不重磨刀片的壓縮成型 方法，其特征在于，上沖頭及下沖頭分別由多個分割沖頭構(gòu)成，所述分割沖頭可以 彼此獨(dú)立地進(jìn)行滑動移動。
5. —種不重磨刀片的壓縮成型方法，其對填充至由沖模、上沖 頭以及下沖頭構(gòu)成的成型空間中的成型粉末，利用上沖頭和下沖頭進(jìn) 行壓縮成型，其特征在于，在利用位置控制裝置，使上沖頭及下沖頭均滑動移動至接近由 設(shè)計(jì)而求出的推定停止位置之后，利用位置控制裝置使某一側(cè)的沖頭 滑動移動至由設(shè)計(jì)而求出的推定停止位置，然后，利用載荷控制裝置，使另一側(cè)的沖頭進(jìn)行滑動移動，直 至達(dá)到規(guī)定壓力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的不重磨刀片的壓縮成型方法，其特征在于，某一側(cè)的沖頭的前端面的輪廓形狀，比另一側(cè)的沖頭的前端面 的輪廓形狀大，且它們位于同一軸心上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的不重磨刀片的壓縮成型方法，其特征在于，位于下止點(diǎn)的上沖頭和下沖頭的間隔由這些上沖頭及下沖頭的 位置檢測傳感器檢測出，將判定所述間隔處于設(shè)定的容許范圍外的的 壓縮成型體篩選出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的不重磨刀片的壓縮成型 方法，其特征在于，上沖頭及下沖頭分別由多個分割沖頭構(gòu)成，所述分割沖頭可以 彼此獨(dú)立地進(jìn)行滑動移動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不重磨刀片的壓縮成型方法，其通過上沖頭(40)和下沖頭(41)，對填充至由沖模(60)、上沖頭(40)以及下沖頭(41)構(gòu)成的成型空間中的成型粉末進(jìn)行壓縮成型，在通過位置控制裝置(50A)，使上沖頭(40)及下沖頭(41)均滑動移動至接近由設(shè)計(jì)而求出的推定停止位置之后，通過載荷控制裝置(50B)進(jìn)行滑動移動，直至達(dá)到規(guī)定壓力為止。另外，在通過位置控制裝置(50A)，使上沖頭(40)及下沖頭(41)均滑動移動至接近由設(shè)計(jì)而求出的推定停止位置之后，通過位置控制裝置(50A)，使沖頭(40、41)中的任意一個滑動移動至由設(shè)計(jì)而求出的推定停止位置，然后，通過載荷控制裝置(50B)，使沖頭(41、40)中的另一個進(jìn)行滑動移動，直至達(dá)到規(guī)定壓力。
文檔編號B30B11/02GK101678627SQ200880008930
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月20日
發(fā)明者山口幸浩, 進(jìn)藤國義 申請人:株式會社鎢鈦合金