(57)【要約】  粉末金属部品を鋳造又は鍛造する方法が開示される。一例の方法は第１ロッドと、前記第１ロッドを囲む第１ラムと、ダイキャビティを有するダイプレートと、前記第１ロッドと反対側の第２ロッドと、前記第２ロッドを囲む第２ラムを含むプレスを使用し、第１ロッドと第２ロッドは前記部品の内径内で嵌合するように位置決めされる。本方法において、前記部品は前記ダイキャビティ内に位置決めされ、前記第１ロッドと前記第２ロッドの一方は前記部品の内径内のコアロッドとして設置され、前記第１ラムと前記第２ラムの少なくとも１つは前記第１ラムと前記第２ラムの他方に向かって移動し、前記第１ラムと前記第２ラムは前記部品の壁部と接触し、鋳造又は鍛造する。
2009523070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアロッド、前記コアロッドを囲むラム、及びダイキャビティを有するダイプレートを含むプレスを設ける工程を含み、前記コアロッドが前記部品の内径内で嵌合するように位置決めされるところの、部品を鍛造又は鋳造する方法において、
前記部品を前記ダイキャビティ内に位置決めする工程と；
前記コアロッドを前記部品の前記内径内に配置する工程と；
前記ラムが前記部品に接触し、鋳造又は鍛造するように前記ラムを移動させる工程と；
前記コアロッドを前記部品から除去する前に、前記部品内の前記コアロッドを振動させる工程と；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記部品がはすば歯を有する内表面を有するギアであり；
前記コアロッドが回転可能であり；
前記コアロッドが前記ギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する；
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記プレスに、回転可能であり、前記ギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する第２コアロッドを設ける工程と；
前記第２コアロッドを前記部品の内径内に配置する工程と；
前記部品から前記第２コアロッドを除去する前に、前記部品内の前記第２コアロッドを振動させる工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記プレスに第２ラムを設ける工程と；
前記ラムと前記第２ラムが前記部品に接触し、鋳造又は鍛造するように前記ラムと前記第２ラムを互いに向かって移動させる工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記コアロッドの下端部を前記ラムの下端部を超えて延長させる工程と；
前記コアロッドの下端部を前記部品の内径内に配置する工程と；
前記部品を前記第１ロッドを介して前記キャビティ内に位置決めする工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記プレスに第２コアロッドを設ける工程と；
前記第２コアロッドを前記部品の内径内に配置する工程と；
前記第２コアロッドを前記部品から除去する前に前記第２コアロッドを前記部品内で振動させる工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記プレスに前記コアロッドの外径以下の外径を有する第２コアロッドを設ける工程を更に具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記プレスに第２コアロッドを設ける工程を更に具備し、前記部品が前記部品の内表面の直径以下の直径を有する第２内表面を有し、前記第２コアロッドが前記部品の前記第２内表面内の滑りばめのために寸法決めされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記部品が粉末金属部品であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
部品を鋳造又は鍛造する方法において、
ラムと、ダイキャビティを有するダイプレートとを含むプレスを設ける工程と；
前記部品を前記ダイキャビティ内に位置決めする工程と；
前記ラムが前記部品と接触するように前記ラムを移動させる工程と；
前記ラムが前記部品を鋳造又は鍛造するために前記部品と接触する場合に前記ラムを振動させる工程と；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記プレスに第２ラムを設ける工程と；
前記第２ラムが前記部品と接触するように前記第２ラムを移動させる工程と；
前記第２ラムが前記部品を鋳造又は鍛造するために前記部品と接触する場合に前記第２ラムを振動させる工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ラムと前記第２ラムが前記第キャビティ内で嵌合するように寸法決めされることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記プレスに前記部品の内径内で嵌合するように寸法決めされたコアロッドを設ける工程と；
前記コアロッドを前記部品の前記内径内に配置する工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記プレスに第２ラムを設ける工程を更に具備し、前記部品は前記部品の端部に外方向に伸びるフランジを有し、前記第２ラムは前記フランジの外形にほぼ等しい外形を有し、前記第２ラムは前記ラムと前記第２ラムが前記部品に接触し鋳造又は鍛造するように前記ラムに向かって移動することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記部品が粉末金属部品であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
部品を鋳造又は鍛造するための方法において、
ラム、ダイキャビティを有するダイプレート、前記ラムのプレス速度を変更するための手段を含むプレスを設ける工程と；
前記部品を前記ダイキャビティ内に位置決めする工程と；
前記ラムが前記部品と接触するように前記ラムを移動させる工程と；
前記ラムが前記部品を鋳造又は鍛造するために前記部品と接触した後に前記ラムのプレス速度を変更させる工程と；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記プレス速度を変更させる手段が前記ラムの下降及び上昇運動を制御するための油圧システムと通信するプロセッサを具備することを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記プレスに前記部品の内径内で嵌合するように位置決めされたコアロッドを設ける工程と；
前記プレスに前記コアロッドの下降及び上昇運動を制御するための手段を設ける工程と；
前記部品を前記ダイキャビティ内に位置決めする前又は後に前記コアロッドを前記部品の内径内に配置する工程と；
前記部品の内径内で前記コアロッドの下降及び上昇移動速度を変化させる工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記下降及び上昇移動速度を変化させる手段が前記コアロッドの下降及び上昇運動を制御するための油圧システムと通信する前記プロセッサを具備することを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記プレスに前記コアロッドと反対側の第２コアロッドと前記第２コアロッドを囲む第２ラムを設け、前記コアロッドが前記ラムを囲み、前記コアロッドと前記第２ロッドが前記部品の内径内で嵌合するように位置決めされる工程と；
前記コアロッドと前記第２コアロッドを前記部品の内径内に配置する工程と；
前記ラムと前記第２ラムが前記部品の壁部に接触し、鋳造又は鍛造するように前記ラムと前記第２ラムを互いに向かって移動させる工程と；
を更に具備することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記ラムと前記第２ラムが前記ダイキャビティ内で嵌合するように寸法決めされることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記コアロッドと前記第２コアロッドが回転可能であることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記部品が粉末金属部品であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
適用なし。
【０００２】
（連邦政府委託研究に関する申立て）
適用なし。
【０００３】
本発明は粉末金属部品、特に、円筒部品を鋳造（コイニング）又は鍛造する方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
粉末金属処理は圧縮工程で粉末金属を所定密度の焼結製品に変換する工程を含んでいる。圧縮工程は粉末をダイ（金型）のさまざまな区画に分布させるために且つ圧縮部品が部品全体で比較的均等な密度分布を有する場合に種々の動きをするプレスを利用している。これらの動きは部品内に適正量の材料を分布させるのに不可欠である。焼結寸法を要求し、ある場合において、部品を更に緻密にする鋳造処理は現時点では単純な工程で実施される。これらの鋳造処理で材料の流れを変更するために、複雑なツーリング(金型一式) が要求され、ほとんどの場合、部分仕様である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属成形はＣＮＣ（コンピュータ数値制御）油圧処理と共に長年にも渡って改良されてきた。これらのプレスは成形部品の精度を増すため広範囲の調整可能性を有し、広範囲な複雑な形状にすることができる。もはや製造業者はほとんどの機械プレスの限界により拘束されない。例えば、ＣＨＣ処理は米国特許第５，４３５，２１６号、第４，７２１，０２８号及び第４，１１６，１２２号に記載されている。しかしながら、鋳造及び鍛造のための２次プレスは粉末金属処理に対する適用のようにこれらの開発と同じペースを保たなかった。これはＣＮＣ鋳造／鍛造プレスの必要性が必須になる場合である。
【０００６】
したがって、今でも、粉末金属部品を鋳造し且つ鍛造するための改良された方法の需要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はＣＮＣ鍛造／鋳造プレスが処理工程を統合するために使用される方法を提供する。部品は全体密度を増加させために冷間加工し、同時に内外輪郭を磨き仕上げできる。下部及び上部ラムからの同時押圧がこのようなプレス（機）で得られる。他の特徴はプレス速度を変更する能力である。小特徴は同一部品のより大きな特徴に比べて所望の特徴に到達するためにより低プレス速度を要求する。現在、この２つの特徴はプログラム化できるので、最終密度で両部分は同時に均一密度になる。鍛造において、もし領域が部品断面の中心で充分に稠密になると、鍛造工程のトップダウン方向による部品の中央稠密領域及び下部領域下での材料の移動がほとんどない。プレス速度を均衡化すことによりこの制約を減らせる。
【０００８】
新規な方法の一つの特徴は粉末金属処理のプレス移動条件を均衡化することである。材料はプレス動作におけるほとんど全ての場合で再分布されなければならない。後工程、即ち、鍛造／鋳造は圧縮処理で要求される動作と同一の動作を要求する。これらの動作と異なる場合は排出コアのようなツーリング（金型一式）の他の部分を援助するため金型の一部を使用することを必要とする。閉ループシステムのタイミングは金型の無損傷を補償するために重要である。
【０００９】
上述のように、現在の鍛造及び鋳造方法は粉末金属部品を製造するための比較的簡単且つ単純な機械を組み込んでいる。本発明は種々の動きが複雑な粉末金属部品を鍛造及び／又は鋳造するのを可能にするプログラム可能な特徴を有するプレスである。進歩した性能を有するプレスを有することにより個別の機械、例えば、磨き仕上げで現在実施される処理を組み合わせるための能力を製造業者に提供する。プレスはユーザーが均一な材料の流れを維持するためフランジ付けされた部品のプレス速度の変更を、同時に部品を冷間または熱間加工をプログラム化するのを可能にする。この進歩した機能は螺旋構造を有する製品を処理するためプログラム可能な回転運動を追加することにより要求される金型の複雑化を減少させる。
【００１０】
熱間鍛造処理において、本発明はツール部材が加熱部品と接触する時間を減少させ、コアロッドツール寿命を増加させるためにユーザーが種々の動きをプログラム化するのを可能にする。ツール部材は高排出力、例えば、大きなコアロッドを有する型枠の排出で援助するために組合せでも使用できる。これはツールの寿命を更に増加させるこのようなツール部材を保持するために現在使用されているボルトの応力を減少させる。
【００１１】
本発明の一つの特徴はツール構成における複雑さを除去し、機械に対する特徴として追加することである。プレスに対するツーリング（金型一式）の複雑さを取り除くことは３つの顕著な利点を有する。即ち、（１）ツーリング動作の変更が、高価な金型の変更でなく、プログラムの調整により実施できる。（２）材料の流れ金型の所定の組合せの多数の方法で変更できる。（３）高価な特化されたアダプターを必要としないので金型の全コストが小さい。これらの要因で新製品を立ち上げる場合に伴う開発時間及びコストを減少できる。
【００１２】
このように、本発明は内径を持つ壁部を有する部品を鋳造又は鍛造する方法を提供する。一形態において、部品は粉末金属部品である。本方法は第１ロッド、第１ロッドを囲む第１ラム、ダイキャビティを有するダイプレート、第１ロッドと反対側の第２ロッド、及び第２ロッドを囲む第２ラムを含むプレスを使用し、第１ロッドと第２ロッドは部品の内径内で嵌合するように寸法決めされる。本方法において、部品はダイキャビティ内に位置決めされ、第１ロッドと第２ロッドの一方は部品の内径内にコアロッドとして配置され、第１ラムと第２ラムの少なくとも一方は、第１ラムと第２ラムが部品の壁部と接触し且つ鋳造又は鍛造するように、第１ラムと第２ラムの他方に向かって移動する。コアロッドとして作用する第１ロッドと第２ロッドの一方は第１ロッドと第２ロッドの他方でコアロッドとして作用する第１ロッド及び第２ロッドの一方を押圧することにより部品の内径から排出される。
【００１３】
本方法の一形式において、第１ロッドは下部ロッドであり、第２ロッドは上部ロッドであり、第１ラムは下部ラムであり、第２ラムは上部ラムである。第１ラムと第２ラムはダイキャビティ内で嵌合するように位置決めされ、第１ラムと第２ラムはこれらが部品の壁部と接触し、鋳造または鍛造するように互いに向かって移動する。
【００１４】
本方法の他の形式において、第１ロッドは下部ロッドであり、第２ロッドは上部ロッドであり、第１ラムは静止下部ラムであり、第２ラムは上部ラムである。第１ラムと第２ラムはダイキャビティ内で嵌合するように位置決めされ、第２ラムは第１ラムと第２ラムが部品の壁部と接触し、鋳造又は鍛造するように第１ラムに向かって移動する。
【００１５】
本方法の更に他の形式において、部品は部品の端部に外方向に伸びるフランジを有する。本方法のこの形式において、第１ロッドは下部ロッドであり、第２ロッドは上部ロッドであり、第１ラムは静止下部ラムであり、第２ラムはフランジの外径にほぼ等しい外径を有する上部ラムである。第１ラムと第２ラムはダイキャビティ内で嵌合するように寸法決めされ、第２ラムは、第１ラムと第２ラムが部品の壁部に接触し、鋳造又は鍛造するように、第１ラムに向かって移動する。
【００１６】
本方法の更に他の形式において、部品ははすば歯を有する内表面を有するギアである。本方法のこの形式において、第１ロッドはコアロッドであり、この第１ロッドは回転可能であり、更にこの第１ロッドはギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する。本方法のこの形式において、第１ロッドはギアのはすば歯を回転つや出しするため第１ロッドをギアから排出する前にギア内で振動を与えられる。
【００１７】
本発明の更に他の形式において、部品ははすば歯を有する内表面を有するギアを有する。本発明のこの形式において、第１ロッドはコアロッドであり、第１ロッドは回転可能であり、第１ロッドはギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する。第２ロッドはギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する上部回転可能ロッドである。本方法の他の形式において、第１ロッドはギアのはすば歯を回転つや出しするため第２ロッドで第１ロッドをギアから排出する前にギア内で振動を与えられる。
【００１８】
本方法の更に他の形式において、第１ラムと第２ラムはダイキャビティ内で嵌合するように寸法決めされ、本方法は第１ラムと第２ラムが材料の動きで支援するために且つ部品の外表面のつや出しを提供するために部品の壁部を鋳造又は鍛造するとき第１ラムと第２ラムを振動させる工程を更に具備する。好ましくは、振動は高振動数で実施される。
【００１９】
本方法の更に他の形式において、部品ははすば歯を有する内表面を有するギアであり、第１ロッドはコアロッドであり、第１ロッドはギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する上部回転可能ロッドである。本方法のこの形式において、第１ロッド、第１ラム、及びダイテーブルは第１ラム及び第２ラムが部品の壁部と接触し鋳造又は鍛造するように第２ラムに向かって移動する。ギアはギアのはすば歯を有する内表面の直径以下の直径を有する第２内表面を含んでもよく、従って、第２ロッドはギアの第２内部表面を回転つや出しするためにギアの第２内表面内の滑りばめのために寸法決めされる。
【００２０】
本方法の更に他の形式において、部品ははすば歯を有する内表面を有するギアであり、第２ロッドはギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する下部回転可能ロッドである。本方法のこの形式は、第１ラムと第２ラムが部品の壁部に接触し鋳造又は鍛造するように、第１ロッド、第１ラム及びダイテーブルを第２ラムに向けて移動させる工程を含んでいる。
【００２１】
本方法の更に他の形式において、本方法は部品をダイキャビティ内に配置する工程を備えている。本方法のこの形式において、第１ロッドは上部ロッドであり、第２ロッドは下部ロッドであり、第１ラムは上部ラムであり、第２ラムは下部ラムである。本方法のこの形式は第１ロッドの下端部を部品の内径を越えて延長する工程と、第１ロッドの下端部を前記部品の内径内に配置する工程と；第１ロッドを介してダイキャビティ内に部品を位置決めする工程と；部品の内径内にコアロッドとして第２ロッドを配置する工程と、第１ラムと第２ラムが部品の壁部に接触し鋳造または鍛造するように第１ラムとダイテーブルを第２ラムに向けて移動させる工程とを含む。部品ははすば歯を有する内表面を有するギアであり、第２ロッドははすば歯を回転つや出しするためギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する下部回転可能ロッドである。更に、第１ロッドは第１ロッドのはすば歯との接触を回避するため第２ロッドの外径以下の外径を有する。
【００２２】
本方法の更に他の形式において、第１ロッドは上部ロッドであり、第２ロッドは下部ロッドであり、第２ロッドは第１ロッドの外径以上の外径を有し、第１ラムは上部ラムであり、第２ラムは下部ラムである。この形式の本方法は部品の内径内にコアロッドとして第２ロッドを配置する工程と、第１ラムと第２ラムが部品の壁部と接触し鋳造又は鍛造するように、第１ロッド、第１ラム、及びダイテーブルを第２ラムに向けて移動させる工程とを含んでいる。部品ははすば歯を有する内表面を有するギアであり、従って、第２ロッドははすば歯を回転つや出しするためギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する回転可能ロッドである。本方法のこの形式は鋳造又は鍛造部品を排出するためダイプレートを下方に移動させる工程を更に含んでいる。
【００２３】
本方法の更に他の形式において、本方法は均等な材料の流れを維持するため部品を第１ラムと第２ラムのプレス速度を変更し、同時に冷間又は熱間加工するための手段をプレスに設ける工程を含む。このプレス速度変更手段は第１ラムと第２ラムの上下運動を制御するための油圧システムと通信するプロセッサを含んでいる。
【００２４】
本方法の更に他の形式において、本方法は均一な材料の流れを維持するため第１ロッドと第２ロッドの上下運動速度を変更し、同時に部品を冷間又は熱間加工するための手段をプレスに設ける工程を含んでいる。上下運動速度変更手段は第１ロッドと第２ロッドの上下運動を制御するための油圧システムと通信するプロセッサを含んでも良い。
【００２５】
他の態様において、本発明は部品を鋳造又は鍛造するための方法を提供する。一実施例において、部品は粉末金属部品である。本方法はコアロッド、コアロッドを囲むラム、ダイキャビティを有するダイプレートを含むプレスを使用しており、コアロッドは部品の内径内で嵌合するように位置決めされる。部品はダイキャビティ内に位置決めされ、コアロッドは部品の内径内に配置される。ラムはラムが部品と接触し鋳造又は鍛造するように移動し、コアロッドは部品の内径をつや出しするためコアロッドを部品から除去する前に部品内で軸方向で前後に振動を加えられる。
【００２６】
この方法の一形式において、部品ははすば歯を有する外表面を有するギアであり、コアロッドは回転可能であり、コアロッドは部品をつや出しするためギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する。この方法の他の形式において、プレスは第２コアロッドを含み、第２コアロッドは回転可能であり、ギアのはすば歯に対して滑動的で相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有するはすば歯を有する外表面を有する。第２コアロッドは部品の内径内に配置され、部品の内径をつや出しするため第２コアロッドを部品から除去する前に部品内で軸方向に前後に振動を加えられる。第２ロッドはコアロッドの外径以下の外径を持っても良い。プレスは第２ラムを含んでもよく、ラムと第２ラムが部品を鋳造又は鍛造するため互いに向かって移動する。
【００２７】
この方法の更に他の形式において、コアロッドの下端部はラムの下端部を越えて延長し、部品の内径内に配置される。部品は第１ロッドを介してダイキャビティ内に位置決めされる。この方法の更に他の形式において、プレスは第２コアロッドを含み、部品は部品の内表面の直径以下の直径を有する第２内表面を含み、第２コアロッドは部品の第２内表面内の滑りばめのために寸法決めされる。
【００２８】
更に他の態様において、本発明は部品を鋳造又は鍛造するための方法を提供する。一実施例において、部品は粉末金属部品である。本方法はラムと、ダイキャビティを有するダイプレートを含むプレスを使用する。本方法において、部品はダイキャビティ内に位置決めされ、ラムはラムが部品に接触するように移動し、ラムはラムが部品を鋳造又は鍛造するため部品に接触すると前後に振動を加えられる。
【００２９】
この方法の一形式において、プレスは第２ラムを含む。第２ラムは第２ラムが部品と接触するように移動し、第２ラムは部品を鋳造又は鍛造するため部品と接触すると前後に振動する。一形態において、ラムと第２ラムはダイキャビティ内で嵌合するように寸法決めされる。他の形態において、部品は部品の端部に外方向に伸びるフランジを有し、第２ラムはフランジの外径にほぼ等しい外径を有し、第２ラムはラムと第２ラムが部品に接触し鍛造又は鋳造するようにラムに向かって移動する。この方法の他の形式において、プレスは部品の内径内で嵌合するように寸法決めされたコアロッドを有し、コアロッドは鋳造工程の前に部品の内径内に配置される。
【００３０】
更に他の態様において、本発明は部品を鋳造又は鍛造するための方法を提供する。一実施例において、部品は粉末金属部品である。本方法はラム、ダイキャビティを有するダイプレート、ラムのプレス速度を変更するための手段を含むプレスを使用する。部品はダイキャビティ内に位置決めされ、ラムはラムが部品と接触するように移動する。ラムのプレス速度はラムが部品を鋳造または鍛造するために部品と接触した後に変更される。プレス速度を変更するための手段はラムの上下運動を制御するための油圧システムと通信するプロセッサである。
【００３１】
プレスは部品の内径内で嵌合するように寸法決めされたコアロッドと、コアロッドの上下運動速度を変更するための手段を含む。コアロッドは部品をキャビティ内に位置決めされる前又は後に部品の内径内に配置され、コアロッドの上下運動速度は部品の内径内で変更される。上下運動速度を変更するための手段はコアロッドの上下運動を制御するための油圧システムと通信するプロセッサである。
【００３２】
この方法の一形式において、プレスはコアロッドと反対側の第２コアロッドを有し、更に、第２コアロッドを囲む第２ラムと有し、コアロッドはラムを包囲し、コアロッドと第２ロッドは部品の内径内で嵌合するように寸法決めされる。コアロッドと第２コアロッドは部品の内径内に配置され、コアロッドと第２コアロッドはラムと第２ラムが部品の壁部に接触し鋳造又は鍛造するように互いに向かって移動する。ラムと第２ラムはダイキャビティ内で嵌合するように寸法決めされる。コアと第２コアは回転可能である。
【００３３】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は以下の詳細な説明、図面及び添付の特許請求の範囲を考慮してより良く理解されるであろう。同一参照番号は図面の以下の記載において図中の同一部品を参照するために使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
まず図１ａ−図１ｊを参照すると、本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレス（機）の下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面での前部断面図を示している。プレスは番号１０で示され、共通軸Ａを有する、上部コアロッド２０、上部ラム３０、ダイプレート４０、下部コアロッド５０、及び下部ラム６０を含んでいる。
【００３５】
上部コアロッド２０はシリンダ（図示せず）のピストン（図示せず）に回転運動のために取付けられる。ピストンとシリンダは上部コアロッド２０の上下運動を制御するための上部コアロッド油圧システムの一部である。上部コアロッド油圧システムはこの上部コアロッド油圧システムと通信するプロセッサにより制御される。プロセッサはマイクロプロセッサ、コンピュータ、又はプログラムルーチンに従って上部コアロッド油圧システムを制御するために入力及び出力部を操作可能な他の回路である。油圧シリンダ用の制御システムの例はここで引用される他の特許と共にここで参照される米国特許第４，７２１，０２８号に見られる。
【００３６】
上部ラム３０はシリンダ（図示せず）のピストン（図示せず）に取付けられる。ピストンとシリンダは上部ラム３０の上下運動を制御するための上部ラム油圧システムの一部である。上部ラム油圧システムもプロセッサにより制御される。
【００３７】
ダイプレート４０はシリンダ（図示せず）のピストン（図示せず）に取付けられる。ピストンとシリンダはダイプレート４０の上下運動を制御するためのダイプレート油圧システムの一部である。ダイプレート油圧システムもプロセッサにより制御される。ダイプレート４０は円筒ダイキャビティ４２を有する。
【００３８】
下部コアロッド５０は回転運動のために支持シャフト５２に取付けられる。この支持シャフト５２はシリンダ（図示せず）のピストン（図示せず）に取付けられた下部ロッド支持体５４に取付けられる。ピストンとシリンダは下部コアロッド５０の上下運動を制御するための下部コアロッド油圧システムの一部である。下部コアロッド油圧システムもプロセッサにより制御される。
【００３９】
下部ラム６０はシリンダ（図示せず）のピストン（図示せず）に取付けられた支持体６２に取付けられる。ピストンとシリンダは下部ラム６０の上下運動を制御するための下部ラム油圧システムの一部である。下部ラム油圧システムもプロセッサにより制御される。
【００４０】
このように、プレスの上部コアロッド２０、上部ラム３０、ダイプレート４０、下部コアロッド５０、下部ラム６０の上下運動はプロセッサにプログラムされたルーチンに従って操作される。これに関して、市販で入手できるＣＮＣ油圧プレスが本発明の方法に従って動作するために適切に改造可能である。ユーザー起動の制御入力装置が油圧プレスの動作パラメータを設定するためにプロセッサに対して取付可能である。例えば、プロセッサはユーザーが各油圧シリンダの上下ストローク速度、ストロークが逆転する位置、又はストロークが逆になる総トン数を選択するのを可能にする。他のユーザ入力装置もプレスで所望される特定の特徴に依存してプロセッサに取付け可能である。例えば、上部コアロッド２０と下部コアロッド５０の回転運動はプロセッサにより制御できる。
【００４１】
更に図１ａ−図１ｊを参照すると、本発明に従った部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を示している。図１ａにおいて、空洞円筒部品７０がダイキャビティ４２内に装填され、下部コアロッド５０が部品７０の空洞部内に挿入される。上部ラム３０はダイキャビティ４２内に挿入され、図１ｂに示されるようにダイプレート４０を閉鎖する。上部コアロッド２０と下部コアロッド５０は図１ｂ及び図１ｃに示されるように接触状態になる。図１ｄ−図１ｈにおいて、上部ラム３０と下部ラム６０は相対する方向に同量だけ移動し、部品７０を圧縮し、同時に、上部コアロッド２０と下部コアロッド５０は高速で下降し、部品７０の壁部７２の内表面７４をつや出し（磨き仕上げ）し始める。上部ラム３０と下部ラム６０は部品を緻密化（高密度化）するために同等量だけ移動を継続する。
【００４２】
緻密化処理が生じている間に、上部コアロッド２０及び下部コアロッド５０は部品７０がその仕上げ寸法に到達するまで処理中に上方及び下方運動をしている。上部コアロッド２０と下部コアロッド５０のこの上下運動は部品７０の内表面を高密度化し且つつや出し（磨き仕上げ）するように作用する。部品７０がギアの内表面上のはすば歯を有するギアである場合、上部コアロッド２０の外表面はギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを持ってもよい。また、下部コアロッド５０の外表面はギアのはすば歯に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを持っても良い。上部コアロッド２０と下部コアロッド５０が回転運動のために搭載されているので、上部コアロッド２０と下部コアロッド５０は上下運動中にギアのはすば歯をつや出しするように回転し且つ作用する。上部ラム３０と下部ラム６０は小上下高振動運動の能力を有し、鍛造中の材料の動きを支援し、部品７０の外表面のつや出しをするために部品７０を圧縮する。
【００４３】
図１ｉにおいて、上部コアロッド２０と上部ラム３０はそれらの定位置まで上昇し、ダイプレート４０は仕上げ部品７０を露出させるために下降する。仕上げ部品７０の除去後、プレス１０は図１ｊに示される載荷位置にあるので、他の部品７０が処理のためにダイキャビティ４２に装着される。
【００４４】
図２ａ−図２ｉに戻ると、本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例の一連の工程を実行するプレス１０の前部断面図を示している。図２ａを見ると、上部コアロッド２０ａはダイキャビティ４２で円筒部品７０を整列させるため下降する。上部コアロッド２０ａが下部コアロッド５０以下の直径であり、部品７０の内径を有することが解る。次に、図２ｃに示されるように、上部コアロッド２０ａは上昇し、上部ラム３０は部品７０を掴むために下降する。図２ｄに示されるように、上部コアロッド２０ａ及び上部ラム３０は部品７０をダイキャビティ４２に設けるために下降する。
【００４５】
図２ａに戻ると、下部コアロッド５０は部品７０に挿入され、上部コアロッド２０ａ、上部ラム３０、ダイプレート４０及び下部ラム６０は下降する。材料の動きは部品７０内で生じない。図２ｆに示されるように、上部コアロッド２０ａ、上部ラム３０、ダイプレート４０及び下部コアロッド５０は部品を鍛造するために下降する。図２ｇにおいて、上部コアロッド２０ａと下部コアロッド５０は下部コアロッド５０を排出するために下降する。上部コアロッド２０ａは下部コアロッド５０以下の直径を有するので、上部コアロッド２０ａは下部コアロッド５０を排出する場合に部品７０と接触しない。これは下部コアロッド５０の排出を助ける。図２ｈに示されるように、上部コアロッド２０ａと下部コラム３０は上死点まで上昇し、ダイプレート４０は部品７０を排出するために下降する。図２ｉにおいて、ダイプレート４０、下部コアロッド５０、及び下部ラム６０は他の部品７０の配置及び装荷ができるように定位置まで移動する。このように、図２ａ−図２ｉの方法は部品をダイキャビティに配置する。この方法は丸形部品をダイキャビティから取り出すのに特に有益である。
【００４６】
図３ａ−図３ｆにおいて、本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第３実施例のための一連の工程を実行するプレスの前部断面図が示される。特に、図３ａ−図３ｆのプレスシーケンスが図５に示されるようにはすばギア（歯車）７０ａを鍛造するために使用できる。図５を参照すると、ギア７０ａははすば歯７５ａを有する内表面７４ａとはすば歯７７ａを有する外表面７６ａを含んでいる。
【００４７】
図３ａ−図３ｆを参照すると、図３ａにおいて、プレス１０はダイキャビティ４２内にギア７０ａを配置した装荷位置にある。図３ｂにおいて、下部コアロッド５０はギア７０ａに挿入され、上部コアロッド２０ａ、上部ラム３０、ダイプレート４０、及び下部ラム６０はギア７０ａが材料を移動させない状態で下降する。図３ｃにおいて、上部コアロッド２０ａ、上部ラム３０、ダイプレート４０及び下部コアロッド５０はギア７０ａを鍛造するために下降する。下部コアロッド５０はギア７０ａのはすば歯７５ａをつや出しするためギア７０ａのはすば歯７５ａに対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する内表面を有する。下部コアロッド５０は回転運動のために取付けられるので、下部コアロッド５０は上下運動中にギア７０ａのはすば歯７５ａを回転させ、且つ、つや出しする。図３ｄにおいて、上部コアロッド２０ａと下部コアロッド５０は下部コアロッド５０を排出するために下降する。上部コアロッド２０ａは下部コアロッド５０より小さい直径を有するので、上部コアロッド２０ａは下部コアロッド５０を排出する場合に部品７０ａと接触しない。図３ｅにおいて、上部コアロッド２０ａ及び上部ラム３０は上死点まで上昇し、ダイプレート４０はギア７０ａを排出するために下降する。図３ｆに示されるように、ダイプレート４０、下部コアロッド５０、及び下部ラム６０は他のギア７０ａが装填されるようにそれらの定位置に移動する。
【００４８】
図４ａ−図４ｆにおいて、本発明による部品を鋳造又は鍛造する方法の第４実施例の一連の工程を実行するプレスの前面断面図を示している。特に、図４ａ−図４ｆのプレスシーケンスは図６に示されるようにはすばギア７０ｂを鍛造するために使用できる。図６を参照すると、ギア７０ｂははすば歯７５ｂを有する内表面４ｂ及びはすば歯７７ｂを有する外表面７６ｂを有する円筒壁部７２ｂを含んでいる。ギア７０ｂの下端部は内表面７４ｂに内向きのフランジ７９を有する。フランジ７９はギア７０ｂの端部に縮小径の円滑内表面を形成する。
【００４９】
図４ａ−図４ｆを参照すると、図４ａにおいて、プレス１０はギア７０ｂをダイキャビティ４２内に配置した状態の装荷位置にある。図４ｂにおいて、上部コアロッド２０、上部ラム３０及び下部コアロッド５０ａはギア７０ｂをダイキャビティ４２内に挿入するために下降する。上部コアロッド２０はギア７０ｂのはすば歯７５ｂをつや出しするためギア７０ｂのはすば歯７５ｂに対して滑動的に相補形であるように寸法決めされた螺旋リブを有する外表面を有する。上部コアロッド２０は回転運動のために設けられるので、上部コアロッド２０は上下運動中にギア７０ｂのはすば歯７５ｂを回転させ、つや出しする。下部コアロッド５０ａは上部コアロッド２０以下の直径を有し、従って、下部コアロッド５０ａはギア７０ｂの端部にフランジ７９の内表面をつや出しできる。図４ｃにおいて、上部コアロッド２０、上部ラム３０、ダイプレート４０、及び下部コアロッド５０ａが部品７０ｂを鍛造するために下降する。図４ｄにおいて、上部コアロッド２０は下部コアロッド５０ａを排出するために上昇する。代案として、下部コアロッド５０ａが上部コアロッド２０を排出できる。図４ｅにおいて、上部コアロッド２０及び上部ラム３０は上死点まで上昇し、ダイプレート４０及び下部コアロッド５０ａはギア７０ｂを排出するために下降する。図４ｆにおいて、ダイプレート４０及び下部コアロッド５０ａは他のギア７０ｂが装荷されるようにこれらの定位置に下降する。
【００５０】
図７ａ−図７ｄは本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第５実施例の一連の工程を実行するプレスの前部断面図である。特に、図７ａ−図７ｆのプレスシーケンスは外向フランジ８１を有する外表面７６ｃを有する円筒壁部７２ｃを鍛造するために使用できる。
【００５１】
図７ａ−図７ｄを参照すると、図７ａにおいて、プレス１０は部品７０ｃをダイプレート４０ｃのダイキャビティ４２ｃに配置した装荷状態にある。ダイプレート４０ｃはダイプレート４０ｃの上面４６ｃ下に配置された押縁４４ｃを有する。部品７０ｃの外向フランジ８１は部品７０ｃがダイプレート４０ｃに装荷されると押縁４４ｃに載る。図７ｂにおいて、下部コアロッド５０は部品７０ｃに挿入され、上部コアロッド２０ａ、上部ラム３０、ダイプレート４０及び下部ラム６０は部品７０ｃの移動なしで下降する。上部コアロッド２０ａは下部コアロッド５０より小さい直径を有することが分かる。図７ｃにおいて、上部コアロッド２０ａ、上部ラム３０、ダイプレート４０ｃ及び下部コアロッド５０は部品７０ｃを鍛造するため下降する。下部コアロッド５０はギア７０ｃの内面をつや出しするためギア７０ｃの内面に対して滑動的に相補形であるように寸法決めされる。図７ｄにおいて、上部コアロッド２０ａ及び下部コアロッド５０は下部コアロッド５０を排出するために下降する。下部コアロッド２０ａと上部コアロッド３０は上死点まで上昇し、ダイプレート４０ｃは部品７０ｃを排出するために下降する。上部コアロッド２０ａは下部コアロッド５０以下の直径を有するので、上部コアロッド２０ａは下部コアロッド５０を排出する場合に部品７０ｃと接触しない。それにより、ダイプレート４０ｃ、下部コアロッド５０及び下部ラム６０は、図７ａに示されるように、他の部品７０ｃが装荷されるようにこれらの定位置に移動する。
【００５２】
本発明はある実施例を参照して説明されたが、本発明が、例示目的であるが限定無しで提供された、前述実施例以外により実施可能であることを当業者は理解するであろう。例えば、本発明は粉末金属部品の鋳造及び／又は鍛造において特有の有用性を有し、本発明は鍛造金属部品にも適用できる。したがって、添付した特許請求の範囲はここに含まれる実施例の記載に限定されるべきではない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上の説明から、発明は粉末金属部品を鋳造又は鍛造するための方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１ａ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｂ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｃ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｄ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｅ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｆ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｇ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｈ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｉ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図１ｊ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第１実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ａ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｂ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｃ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｄ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｅ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｆ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｇ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｈ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図２ｉ】本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第２実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図３】図３ａ−図３ｆは本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第３実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図４】図４ａ−図４ｆは本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第４実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【図５】図５は図３ａ−図３ｆに示される方法を使用して鍛造されるはすばギア（歯車）を示す。
【図６】図６は図４ａ−図４ｆに示される方法を使用して鍛造されるはすばギアを示す。
【図７】図７ａ−図７ｄは本発明による部品を鋳造又は鍛造するための方法の第５実施例のための一連の工程を実行するプレスの下部ロッド、下部ラム、上部ロッド、上部ラムの軸を含む垂直面を示す前部断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    プレス
２０    上部コアロッド
３０    上部ラム
４０    ダイプレート
４２    ダイキャビティ
５０    下部コアロッド
５２    支持シャフト
５４    下部ロッド支持体
６０    下部ラム
６２    支持体
７０    空洞円筒部品
７０ａ    ギア（歯車）
７２    壁部
７４    内部表面
７５ａ    はすば歯
７６ａ    外部表面
８１    フランジ
【図１ａ】
2009523070.tif 000003
【図１ｂ】
2009523070.tif 000004
【図１ｃ】
2009523070.tif 000005
【図１ｄ】
2009523070.tif 000006
【図１ｅ】
2009523070.tif 000007
【図１ｆ】
2009523070.tif 000008
【図１ｇ】
2009523070.tif 000009
【図１ｈ】
2009523070.tif 000010
【図１ｉ】
2009523070.tif 000011
【図１ｊ】
2009523070.tif 000012
【図２ａ】
2009523070.tif 000013
【図２ｂ】
2009523070.tif 000014
【図２ｃ】
2009523070.tif 000015
【図２ｄ】
2009523070.tif 000016
【図２ｅ】
2009523070.tif 000017
【図２ｆ】
2009523070.tif 000018
【図２ｇ】
2009523070.tif 000019
【図２ｈ】
2009523070.tif 000020
【図２ｉ】
2009523070.tif 000021
【図３】
2009523070.tif 000022
【図４】
2009523070.tif 000023
【図５】
2009523070.tif 000024
【図６】
2009523070.tif 000025
【図７】
2009523070.tif 000026
【国際調査報告】
2009523070.tif 000027
2009523070.tif 000028
2009523070.tif 000029
2009523070.tif 000030
2009523070.tif 000031