(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削インサートのグリーン体（１）へと粉末を圧縮する方法であって、
−第１のパンチ（６；１０６）、
−圧縮される粉末との接触のための接触面（１０；１１０）、外周面（１１；１１１）、及び接触面（１０；１１０）と外周面（１１；１１１）との交差部におけるパンチエッジ（１２；１１２）を呈する第２のパンチ（７；１０７）であって、パンチエッジ（１２；１１２）が第２のパンチ（１０７）の円周の周りに所定の湾曲を呈する、第２のパンチ、
−第１のダイパーツ（８；１０８）であって、前記第１のダイパーツ（８；１０８）内で圧縮される切削インサートのグリーン体（１）の周囲面（５）に対応する内周面（１６；１１６）を有するチャンバー（１５；１１５）、第１のダイパーツ（８；１０８）の第１の端面（１９；１１９）内の開口（１８；１１８）から前記チャンバー（１５；１１５）へと延びる、前記第１のパンチ（６；１０６）を受けるためのボア（１７；１１７）、及び前記チャンバー（１５；１１５）から反対側の第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）へと断面を拡大させながら延びて、前記反対側の第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）を画定する開口領域を呈する第１のダイパーツ、
−第２のダイパーツ（９；１０９）であって、第２のダイパーツ（９；１０９）の第１の端面（２４；１２４）内の開口（２３；１２３）からその第２の端面（２５；１２５）へと延びることにより前記第２の端面（２５；１２５）内の開口（２６；１２６）を画定する、前記第２のパンチ（７；１０７）を受けるためのボア（２２；１２２）を呈する第２のダイパーツ、
を備える圧縮装置を提供する工程であって、
−第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の前記開口（２１；１２１）を画定するエッジ（２７；１２７）が、第２のパンチ（７；１０７）の前記パンチエッジ（１２；１１２）の所定の湾曲に対応する湾曲を有する、提供する工程、
−第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の前記開口（２１；１２１）が第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の端面（２５；１２５）の前記開口（２６；１２６）と一致するように、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）と第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の端面（２５；１２５）を近接して配置する工程、
−前記第１及び第２のダイパーツの一方（９；１０８）が他方のダイパーツ（８；１０９）の上方に近接して配置されるように装置を位置決めする工程、
−少なくとも一方向に直線的に延びるように、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記第１の端面（２４；１１９）を配置する工程、
−前記パンチの一方（６；１０７）を、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの下方に配置されている方のボア（１７；１２２）内に導入する工程
を含み、
前記方法は、
−第２のパンチ（７；１０７）のパンチエッジ（１２；１１２）の前記所定の湾曲が、装置のプレス軸（ｘ）に対して少なくとも部分的に非垂直であることと、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面内の開口のエッジが、前記プレス軸（ｘ）に関して対応する湾曲を呈することと、前記方法が更に、
−ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの下方に配置されている方と、その中に導入されるパンチ（６；１０７）と、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方により画定されるキャビティ内に、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面（２４；１１９）内の開口（２３；１１８）を通して粉末を導入することにより、粉末を充填する工程を含むことと
を特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１及び第２のパンチ（６、７；１０６、１０７）のうちの他方（７；１０６）を、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方（８；９；１０８；１０９）の第１の端面（２４；１１９）内の開口（２３；１１８）を通して最終的な圧縮位置へと前記チャンバー（１５；１１５）に向かって前進させることにより、前記キャビティの中に導入された粉末を圧縮する更なる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パンチエッジ（１２；１１２）と前記内周面（１６；１１６）との隣接領域内に圧縮されたグリーン体（１）のエッジが形成されるために第１のダイパーツ（８；１０８）の前記チャンバー（１５；１１５）の前記内周面（１６；１１６）から十分に短い距離にパンチエッジ（１２；１１２）が位置するまで、第２のダイパーツ（９；１０９）を通して第２のパンチ（７；１０７）を前進させることにより、前記キャビティ内に導入された粉末を圧縮する工程を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
第２のパンチ（７；１０７）を、パンチエッジ（１２；１１２）と第１のパーツ（８；１０８）内のチャンバー（１５；１１５）の内周面（１６；１１６）の間の距離（ｇ）が５０μｍ以下となるまで前進させることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１のダイパーツ（８；１０８）を第２のダイパーツ（９；１０９）から後退させること、及び圧縮されたグリーン体（１）を第１のダイパーツ（８；１０８）の外へとその第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）を通して移動することにより、圧縮された切削インサートのグリーン体（１）を露出させる工程を更に含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第１のダイパーツ（８；１０８）が第２のダイパーツ（９；１０９）に対して近接して配置されるとき第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の表面（２５；１２５）が第１のダイパーツ（８；１０８）の前記エッジ（２７；１２７）とシール関係となるように、第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の端面（２５；１２５）内の前記開口（２６；１２６）の周りに、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）を画定するエッジ（２７；１２７）の湾曲に対応する湾曲を有する領域を設ける工程を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
粉末充填装置（３３；１３３）を提供し、同装置を上部ダイパーツ（９；１０８）の第１の端面（２４；１１９）内の前記開口（２３；１１８）の上に位置決めするか又は上部ダイパーツ（９；１０８）の前記第１の端面（２４；１１９）上において、同装置を、前記表面（２４；１１９）が直線的に延びる前記方向に摺動させることにより前記位置から除く工程を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
圧縮された切削インサートのグリーン体（１）がポジティブ切削インサートの形状を有することと、第１のダイパーツ（８；１０８）内の前記チャンバー（１５；１１５）の内周面（１６；１１６）が、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）に向かって拡大するプレス軸を横断する断面を有する対応する形状を有することとを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
粉末を圧縮することにより切削インサートのグリーン体（１）を製造するための装置であって、
−第１のパンチ（６；１０６）、
−圧縮される粉末との接触のための接触面（１０；１１０）、外周面（１１；１１１）、及び接触面（１０；１１０）と外周面（１１；１１１）との交差部におけるパンチエッジ（１２；１１２）を呈する第２のパンチ（７；１０７）であって、パンチエッジ（１２；１１２）が第２のパンチ（１０７）の円周の周りに所定の湾曲を呈する、第２のパンチ、
−第１のダイパーツ（８；１０８）であって、前記第１のダイパーツ（８；１０８）内で圧縮される切削インサートのグリーン体（１）の周囲面に対応する内周面（１６；１１６）を有するチャンバー（１５；１１５）、第１のダイパーツ（８；１０８）の第１の端面（１９；１１９）内の開口（１８；１１８）から前記チャンバー（１５；１１５）へと延びる、前記第１のパンチ（６；１０６）を受けるためのボア（１７；１１７）、及び前記チャンバー（１５；１１５）から反対側の第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）へと断面を拡大させながら延びて前記反対側の第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）を画定する開口領域を呈する第１のダイパーツ、
−第２のダイパーツ（９；１０９）であって、第２のダイパーツ（９；１０９）の第１の端面（２４；１２４）内の開口（２３；１２３）から第２のダイパーツの第２の端面（２５；１２５）へと延びることにより前記第２の端面（２５；１２５）内の開口（２６；１２６）を画定する、前記第２のパンチ（７；１０７）を受けるためのボア（２２；１２２）を呈する第２のダイパーツ
を備え、
−第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の前記開口（２１；１２１）を画定するエッジ（２７；１２７）が、第２のパンチ（７；１０７）の前記パンチエッジ（１２；１１２）の所定の湾曲に対応する湾曲を有し、
−第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）は、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の前記開口（２１；１２１）が第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の端面（２５；１２５）内の前記開口（２６；１２６）と一致するように、第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の端面（２５；１２５）に対して近接して配置されており、
−ダイへの粉末の充填に関連して第１のダイパーツと第２のダイパーツ（８、９；１０８、１０９）が互いに近接して配置されるとき、前記第１のダイパーツと第２のダイパーツのうちの一方（９；１０８）が他方（８；１０９）の上方に配置され、
−ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記第１の端面（２４；１１９）は少なくとも一方向に直線的に延びており、
前記装置は、
−前記所定の湾曲が、装置のプレス軸（ｘ）に対して少なくとも部分的に非垂直であることと、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の開口のエッジ（２７；１２７）が、前記プレス軸（ｘ）に関して対応する湾曲を呈することと、
−装置が、ダイへの粉末充填の準備を整えた位置にあるとき、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの下方に配置されている方、その中に導入されるパンチ（６；１０７）、及びダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方により画定されるキャビティを呈することと
を特徴とする、装置。
【請求項１０】
ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面（２４；１１９）が平坦であることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツ（９；１０８）の上方に配置されている方の第１の端面（２４；１１９）が、プレス軸（ｘ）に直交する平面内に延びることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツ（９；１０８）の上方に配置されている方の前記第１の表面（２４；１１９）上で、第１の表面（２４；１１９）が直線的に延びる前記少なくとも一方向に、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツ（９；１０８）の上方に配置されている方の第１の表面（２４；１１９）内の前記開口（２３；１１８）の上の粉末充填位置までを摺動して往復するように配置された粉末充填装置を備えることを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
第２のパンチ（７；１０７）が、前記キャビティ内に導入された粉末の圧縮により前記パンチエッジ（１２；１１２）と前記内周面（１６；１１６）との隣接領域内に圧縮されたグリーン体（１）のエッジ（４）が形成されるために、第１のダイパーツ（８；１０８）の前記チャンバー（１５；１１５）の内周面（１６；１１６）から十分に短い距離にパンチエッジ（１２；１１２）が位置する最終的な圧縮位置へと、第２のダイパーツ（９；１０９）を通して前進するように配置されていることを特徴とする、請求項９から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
第２のパンチ（７；１０７）が、パンチエッジ（１２；１１２）と前記チャンバー（１５；１１５）の内周面（１６；１１６）との間の距離が５０μｍ以下となるまで前進するように配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第２のパンチ（７；１０７）がその最終的な圧縮位置にあるとき、プレス軸（ｘ）の方向に、パンチエッジ（１２；１１２）のレベルから、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の表面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）を画定するエッジ（２７；１２７）のレベルまでの距離が、１−５００μｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
第１のダイパーツと第２のダイパーツ（８、９；１０８、１０９）が近接して配置されるときに第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の端面（２５；１２５）が第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）の前記エッジ（２７；１２７）とシール関係となるように、第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の端面（２５；１２５）内の前記開口（２６；１２６）の周りの領域が、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）を画定するエッジ（２７；１２７）の湾曲に対応する湾曲を有することを特徴とする、請求項９から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
第１のダイパーツと第２のダイパーツ（８、９；１０８、１０９）が近接して配置されるとき、第２のダイパーツ（９；１０９）の第２の表面（２５；１２５）が、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の端面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）と重なることにより、第１のダイパーツ（８；１０８）の前記第２の端面（２０；１２０）内の前記開口（２１；１２１）の周りに重複リム（３８）を形成することを特徴とする、請求項９から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
ダイが、第１のダイパーツと第２のダイパーツ（８、９；１０８、１０９）が近接して配置されるときにこれらダイパーツを少なくとも部分的に側方から取り囲む外側ダイパーツ（３１；１３１）を備えることと、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方が、ダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方に近接して配置され、装置が前記キャビティの中に粉末を充填する準備を整えた位置にあるとき、外側ダイパーツ（３１；１３１）が、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の表面（２４；１１９）と一致する上側表面（３２；１３２）を有することとを特徴とする、請求項９から１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方が、第１のダイパーツと第２のダイパーツ（８、９；１０８、１０９）が結合するときに下部ダイパーツ（８；１０９）と重なる延長部（３４；１３４）であって、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツ（９；１０８）の上方に配置されている方が、他方のダイパーツに対して近接して配置されている位置から後退するときに露出する側方開口（３５；１３５）を含み、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方が後退し、グリーン体（１）をプレス軸（ｘ）の方向に第１のダイパーツ（８；１０８）の外へと移動させる結果として露出する圧縮されたグリーン体（１）が、前記開口（３５；１３５）を通して側方に露出することを特徴とする、請求項９から１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
切削インサートのグリーン体（１）がポジティブ切削インサートの形状を有することと、第１のダイパーツ（８；１０８）内の前記チャンバー（１５；１１５）の内周面（１６；１１６）が、第１のダイパーツ（８；１０８）の第２の表面（２０；１２０）内の開口（２１；１２１）に向かって拡大するプレス軸を横断する断面を有する対応する形状を有することとを特徴とする、請求項９から１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
第２のダイパーツ（９）が、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方である、請求項９から２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
第１のダイパーツ（１０８）が、ダイパーツ（８；９；１０８；１０９）のうち他方のダイパーツの上方に配置されている方である、請求項９から２０のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末を切削インサートのグリーン体へと圧縮するための方法に関する。本発明は、粉末を切削インサートのグリーン体へと圧縮するための装置、並びに前記装置を用いて製造された切削インサートのグリーン体から製造される切削インサートにも関する。
【０００２】
本発明は、好ましくはフライス加工、ドリル加工若しくは旋削による、又は同様のチップ成形法による金属の機械加工に使用される切削インサートが、グリーン体へと圧縮され、次いで圧縮されたグリーン体を更に高密度化する焼結工程に供される粉末から製造される技術分野に関する。典型的には、焼結体には次いで、物理蒸着（ＰＶＤ）又は化学蒸着のような任意の適切な現行技術により、カーバイド、窒化物、炭窒化物、酸化物、又はホウ化物といった適切な耐摩耗コーティングが施される。
【背景技術】
【０００３】
切削インサートの製造の間にグリーン体の粉末を圧縮することに関連して、ダイにより画定されたキャビティ中に粉末が導入される。通常、ダイは、前記キャビティ中に導入される粉末を通し、且つ続くプレス工程の間に上部パンチをダイの中に導入する際に通す上部開口を備える。典型的には、ダイには、ダイ内部のトンネルを通って摺動することができ、前記ダイキャビティの底部の少なくとも一部を形成することになる、ボア又はプレス穴とも呼ばれる下部パンチも設けられ、この下部パンチにより、粉末の圧縮により形成されるグリーン体が周囲のダイから押し出される。ダイの上部開口から、ボア又はプレス穴とも呼ばれるパンチトンネルが設けられており、このトンネル内を、上部パンチは、粉末に接して粉末に成形圧力をかける目的で下方へと移動することができる。換言すれば、パンチトンネルは、粉末を受けるために設けられたダイキャビティの画定に寄与し、パンチは前記キャビティ内に受けとった粉末を圧縮する目的で設けられる。
【０００４】
粉末をグリーン体へ圧縮した後、上部パンチはダイの外へと後退させられ、下部パンチをダイに対して動かすことにより（これら構成部品のいずれかが移動するものでありうる）グリーン体が押し出される。したがって、グリーン体は、プレス工程の間にダイの中へと上部パンチが下方に移動する際に通るトンネルを通って押し出される。
【０００５】
典型的には、グリーン体の材料は、パンチからの成形圧力が緩むとき及び周囲のダイから押し出されて放出されるときに膨張するような性質を有する。中で圧縮されていたキャビティから押し出されるときにグリーン体が放射方向に膨張することを可能にするために、トンネルは、上部パンチが圧縮の間に前進するレベルを若干上回るレベルまで広がる。キャビティは、キャビティの中心軸に対してダイの内壁が一定の傾斜角を有する放出部が設けられていると言うことができる。放出部の傾斜角（放出角と呼ぶこともできる）は、その長さ（鉛直方向の）同様、押し出し時に予想されるグリーン体の（放射方向の）膨張に適合される。
【０００６】
典型的には、ポジティブインサートの場合、キャビティは、放出部からキャビティの残りの（下部）部分を見たとき狭くなる断面を有する。粉末の圧縮時には、上部パンチの、その側面と底面の交差部により画定される下側エッジは、ダイ及びパンチの両方が損傷する可能性があるため、ダイの内周面と接触してはならない。したがって、パンチは、前記パンチエッジとダイの内周面との間に小さな隙間があるレベルまでしか前進しない。粉末の圧縮の間に、粉末はいくらか漏れ出し、前記ギャップを通って放出部にある程度押し出される。このような漏れにより放出部にルース粉末が集まり、押出し／漏れによりグリーン体の上側エッジに沿ってグリーン体上に残留エッジが形成されることになり、これを処理すること、即ち続いて行われるグリーン体の焼結の前に、少なくとも部分的に除去することが必要である。このような処理には時間が掛かり、望ましくない製造費の上昇につながる。一方、前記漏れの結果集まったルース粉末は、望ましくない材料損失を招き、特に圧縮体のエッジの半径が極めて小さく、そのためにルース粉末との相互作用の影響を受けやすい場合、ダイから押し出される際の圧縮体の表面仕上げに悪影響を及ぼす。粉末の漏れ及び押出しによる更なる悪影響は、グリーン体の上側エッジの形状に対する望ましくない影響又はグリーン体の上側エッジの領域における低密度、即ち多孔性の生成である。
【０００７】
本出願人は、上記の問題の解決法を考案した。それによれば、ダイを上部と下部とに小分割し、パンチの最終的な圧縮位置においてグリーン体の幾何学形状を画定することになるダイキャビティを下部ダイパーツに収容する。圧縮の間に、上部パンチは上部ダイパーツを通って下部ダイパーツの中へと前進する。上部ダイパーツと下部ダイパーツの分割面は、上部パンチのエッジがその最終的な圧縮位置に前進するレベルの少しだけ上方にある。ダイを粉末で充填する間、上部ダイと上部パンチは、下部ダイパーツの上部開口の上方の後退位置に保持される。分割面は通常平坦であり、粉末充填装置は、下部ダイパーツの上面上で摺動し、前記上部開口の上の位置までを往復することができる。典型的には、粉末は、ダイ内部において、下部ダイの上面と同じレベルまで充填される。粉末充填後、上部ダイは下部ダイと結合され、下部パンチ及び上部パンチを用いて圧縮が実施される。圧縮されたグリーン体は続いてダイの外へと移動させ、前記グリーン体の取り出し前に上部ダイパーツは下部ダイパーツから除かれる。この基本的な解決法及びダイの設計により、粉末がその中へと漏れて圧縮の間に残留エッジが形成される放出部を、極めて小さく保つことができる。
【０００８】
好ましくは、放出部の長さ、即ち（その最終的な圧縮位置における）パンチエッジからプレス軸の方向へ、下部ダイパーツの上面内の上部開口を画定するエッジまでの距離は、概して、パンチの円周全体で同じでなければならない。したがって、上部パンチのパンチエッジが上部パンチのプレス軸に対して部分的に非垂直な用途において、下部ダイパーツの上面の上部開口を画定する前記エッジは、それに対応して部分的に非垂直でなければならない。例えば、パンチエッジが波状に延びる場合、即ちパンチの円周の周りでプレス軸の方向にパンチエッジの位置が変動する場合、下部ダイパーツの上面内の上部開口を画定するエッジは、それに対応して波状に延びなければならない。その結果として、下部ダイの上面は非平坦となり、概ね平坦な底面を有する粉末充填装置が下部ダイパーツ内の上部開口の上の位置まで摺動して、前記上部開口を画定するエッジのレベルまで下部ダイパーツを粉末で充填することが不可能となる。このような充填に関連して、下部ダイパーツの上面へと粉末が逃げる危険もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、望ましくない残留エッジの生成に関する上記問題と、パンチエッジ、及び関連するダイパーツの表面内の開口を画定する隣接エッジが少なくとも部分的にプレス軸に対して非垂直である場合に、どのように効率的且つ信頼性の高い粉末充填手順を達成するかという問題とを解決する方法と装置を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、粉末を切削インサートのグリーン体へと圧縮する方法を用いて達成され、この方法は、
−−第１のパンチ、
−圧縮される粉末と接触する接触面、外周面、及び接触面と外周面との交差部におけるパンチエッジを呈する第２のパンチであって、パンチエッジが第２のパンチの円周の周りに所定の湾曲で延びている、第２のパンチ、
−第１のダイパーツであって、前記第１のダイパーツ内で圧縮される切削インサートのグリーン体の周囲面に対応する内周面を有するチャンバー、第１のダイの第１の端面内の開口から前記チャンバーへと延びる、前記第１のパンチを受けるボア、及び前記チャンバーから反対側の第１のダイパーツの第２の端面へと断面を拡大させながら延びて、前記反対側の第２の端面内の開口を画定する開口領域を呈する第１のダイパーツ、
−第２のダイパーツであって、第２のダイパーツの第１の端面内の開口からその第２の端面へと延びることにより前記第２の端面内の開口を画定する、前記第２のパンチを受けるボアを呈する第２のダイパーツ、
を備える圧縮装置を提供する工程であって、
−第１のダイパーツの第２の端面内の前記開口を画定するエッジが、パンチエッジの前記湾曲に対応する湾曲で延びる、
提供する工程、
−第１のダイパーツの第２の端面内の前記開口が第２のダイパーツの第２の端面の前記開口と一致するように、第１のダイパーツの第２の端面と第２のダイパーツの第２の端面を近接して配置する工程、
−前記第１及び第２のダイパーツの一方が他方のダイパーツの上方に近接して配置されるように装置を位置決めする工程、
−少なくとも一方向に直線的に延びるように、ダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記第１の端面を配置する工程、
−前記パンチの一方を、ダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方のボア内に導入する工程
を含み、
前記方法は、
−第２のパンチのパンチエッジの前記所定の湾曲が、装置のプレス軸に対して少なくとも部分的に非垂直であることと、第１のダイパーツの第２の端面内の開口のエッジが、前記プレス軸に関して対応する湾曲を提示することと、前記方法が更に、
−第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方と、その中に導入されたパンチと、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方とにより画定されるキャビティ内に、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面内の開口を通して粉末を導入することにより、粉末を充填する工程
を含むことを特徴とする。
【００１１】
プレス軸に対して部分的に非垂直な湾曲を有するパンチエッジは、パンチの円周の周りのラインに沿った異なる角度位置に対してプレス軸の方向にパンチエッジの位置が異なるように、前記ラインに沿った特定の湾曲、例えば所定の波形を有するパンチエッジということもできる。好ましくは、第２のパンチのプレス軸は、第２のパンチの長手方向中心軸と平行であり、好ましくは同中心軸と一致する。第１のダイパーツの第２の端面内の開口を画定するエッジは対応する湾曲を有するので、前記エッジの部分は前記第２の端面の不規則性（湾曲）を画定し、この不規則性により、第１のダイパーツが下部ダイパーツを形成する場合には、粉末充填装置が第１のダイの第２の表面内の前記開口の上の位置までを摺動して往復することにより前進することに、前記第２の端面は適さない。第１のダイパーツが上部ダイパーツを形成する場合、第２のダイの第２の表面が対応する問題を引き起こす。本発明は、ダイの中へ粉末を充填するために使用される粉末充填装置の基礎としてパンチエッジの湾曲を反映するこのような不規則性を提示する表面を用いることを回避する解決法を提示する。実際、パンチエッジの湾曲を反映する必要のない表面が、粉末充填装置のそのような基礎として使用される。上述及び後述において使用される用語「近接して」は、互いに結合されるパーツ間に直接的な物理的接触があることを必ずしも意味しない。しかしながら、好ましくは、互いに近接して配置された結合表面は、装置に安定性を含めるために、互いに支え面として直接接触もする。
【００１２】
一実施態様によれば、本発明の方法は、前記第１及び第２のパンチのうちの他方を、ダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方のボアを通して最終的な圧縮位置へと前記チャンバーに向かって前進させることにより、前記キャビティの中に導入された粉末を圧縮する更なる工程を含む。第１及び第２のダイパーツのどちらが他方の上に位置決めされるかに関係なく、その第１の端面内の開口を通してパンチを上部ダイパーツ中へと前進させることが、前記キャビティ内に収容される粉末を圧縮するために必要となる。第１のダイパーツが上方に配置されている方のダイパーツである場合、第１のパンチを、その第１の端面内の開口を通して他方のダイパーツの中へと下方に前進させる。第２のダイパーツが上方に配置されている方のダイパーツである場合、第２のパンチを、その第１の端面を通して他方のダイパーツの中へと下方に前進させる。
【００１３】
別の一実施態様によれば、本発明の方法は、前記パンチエッジと前記内周面との隣接領域内に圧縮されたグリーン体のエッジが形成されるために、第１のダイパーツの前記チャンバーの前記内周面から十分に短い距離にパンチエッジが位置するまで、第２のダイパーツを通して第２のパンチを前進させることにより、前記キャビティの中に導入された粉末を圧縮する工程を含む。
【００１４】
好ましくは、第２のパンチは、パンチエッジと第１のダイパーツ内のチャンバーの内周面の間の距離が５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下となるまで前進させる。更に好ましくは、最大距離は１０μｍ以下又は５μｍ以下である。パンチエッジとチャンバーの内周面の間の距離は、第２のパンチの円周に沿って異なってよい。しかしながら、その距離は、前記円周の周りで比較的一定であることが好ましい。パンチエッジと周囲面の間の距離が小さい程、パンチエッジとチャンバーの内周面の間の隙間から粉末が漏れ出す結果として圧縮されたグリーン体上に残留エッジが生成されることがうまく抑制される。しかしながら、パンチエッジと前記チャンバーの内周面との接触はエッジ及び／又は内周面を損傷させうるため、パンチエッジとチャンバーの内周面は接触してはならない。
【００１５】
一実施態様によれば、本発明の方法は更に、圧縮された切削インサートのグリーン体を、第１のダイパーツを第２のダイパーツから後退させること（前記パーツ間の相対運動；どちらが動いてもよい）により露出させる工程、及び圧縮されたグリーン体を、その第２の端面内の開口を通して第１のダイパーツから取り出す工程を含む。本発明は、第１のダイが、プレス軸に対して非垂直な分割面を有し、充填又は圧縮されたグリーン体の露出の前にキャビティを閉じる目的でプレス軸に対して垂直な方向に互いから分離することが可能な二つ以上のパーツに小分割されるダイ設計に関連して適用されうるが、圧縮されたグリーン体を、第１のダイパーツの第２の端面内の前記開口を通して移動させる設計に特に適している。パンチエッジ（及びグリーン体のエッジ）の湾曲と第１のダイパーツの第２の端面内の開口のエッジの湾曲が対応していることにより、前記チャンバーから第１のダイパーツの第２の端面内の開口を画定するエッジへと延びる開口領域内の放出部を極めて短く且つ一定にすることができる。
【００１６】
本発明の一実施態様によれば、その方法は、第１のダイパーツと第２のダイパーツが結合するとき第２のダイパーツの第２の表面が第１のダイパーツの前記エッジとシール関係となるように、第２のダイパーツの第２の表面内の前記開口の周りに、第１のダイパーツの第２の端面内の開口を画定するエッジの湾曲に対応する湾曲を有する領域を設ける工程を含む。これにより、粉末が第１のダイパーツの第２の表面と反対側の第２のダイパーツの第２の端面の間の空間内へと漏れること、場合によってはダイの外へと漏れることが防止される。
【００１７】
一実施態様によれば、本発明の方法は、末充填装置を提供して、同装置を第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面内の前記開口の上に位置決めするか、又は第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記第１の端面上で前記表面が直線的に延びる方向に摺動させることにより同装置を前記位置から除く工程を含む。
【００１８】
また別の実施態様によれば、圧縮された切削インサートのグリーン体はポジティブ切削インサートの形状を有し、第１のダイパーツ内の前記チャンバーの内周面は対応する形状を有し、プレス軸を横断するその断面は第１のダイパーツの第２の端面内の開口に向かって拡大する。
本発明の目的は、粉末を圧縮することにより切削インサートのグリーン体を製造するための装置によっても達成され、前記装置は、
−第１のパンチ、
−圧縮される粉末と接触する接触面、外周面、及び接触面と外周面との交差部におけるパンチエッジを呈する第２のパンチであって、パンチエッジが第２のパンチの円周の周りに所定の湾曲を呈する、第２のパンチ、
−第１のダイパーツであって、前記第１のダイパーツ内で圧縮される切削インサートのグリーン体の周囲面に対応する内周面を有するチャンバー、第１のダイパーツの第１の端面内の開口から前記チャンバーへと延びる、前記第１のパンチを受けるボア、及び前記チャンバーから反対側の第１のダイパーツの第２の端面へと断面を拡大させながら延びて、前記反対側の第２の端面内の開口を画定する開口領域を呈する第１のダイパーツ、
−第２のダイパーツであって、第２のダイパーツの第１の端面内の開口からその第２の端面へと延びることにより前記第２の端面内の開口を画定する、前記第２のパンチを受ける第２のボアを呈する第２のダイパーツ、
を備え、
−第１のダイパーツの第２の端面内の前記開口を画定するエッジが、第２のパンチの前記パンチエッジの所定の湾曲に対応する湾曲を有し、
−第１のダイパーツの第２の端面が、第１のダイパーツの第２の端面内の前記開口が第２のダイパーツの第２の端面内の前記開口と一致するように、第２のダイパーツの第２の表面に対して近接して配置されるように適合されており、
−ダイへの粉末の充填に関連して前記第１のダイパーツと第２のダイパーツが互いに近接して配置されるとき、前記第１のダイパーツと第２のダイパーツは上下に配置され、
−第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記第１の端面が少なくとも一方向に直線的に延び、
前記装置は、
−前記所定の湾曲が、装置のプレス軸に対して少なくとも部分的に非垂直であることと、第１のダイパーツの第２の端面内の開口のエッジが、前記プレス軸に関して対応する湾曲を呈することと、
−装置が、ダイへの粉末充填の準備を整えた位置にあるとき、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方、その中に導入されるパンチ、及び第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方により画定されるキャビティを呈すること
を特徴とする。これにより、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面内の開口が露出し、前記開口を通して前記キャビティの中へ粉末を充填することが可能になる。
【００１９】
第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面は少なくとも一方向に直線的に延びるので、前記第１の端面を使用して、第１の端面が直線的に延びる方向への摺動運動により、粉末充填装置を同端面内の開口の上の粉末充填位置まで往復させることができる。第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方の中に導入されて、装置が粉末充填の準備を整えた位置にあるとき前記キャビティの画定に寄与するパンチは、下部ダイパーツを形成するダイパーツに関連付けられるパンチである。したがって、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方が第１のダイパーツである場合、下方からその中に導入されるパンチは第１のパンチである。第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方が第２のダイパーツである場合、下方からその中に導入されるパンチは第２のパンチである。
【００２０】
本発明の装置の一実施態様によれば、上部ダイパーツの第１の端面は平坦である。これにより、粉末充填装置は、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記端面上において特定の方向に沿って摺動することを制限されず、同面上で任意の方向に前記第１の端面内の開口までを往復することができる。
【００２１】
好ましくは、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の表面は、プレス軸に垂直な面内に延びる。好ましくは、プレス軸は鉛直方向に延びる。
【００２２】
一実施態様によれば、装置は、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記第１の端面上で、第１の端面が直線的に延びる前記少なくとも一方向に摺動し、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面内の前記開口の上の粉末充填位置までを往復するように配置された粉末充填装置を備える。
【００２３】
一実施態様によれば、第２のパンチは、前記キャビティ内に導入された粉末の圧縮により、前記パンチエッジと前記内周面との隣接領域内に圧縮されたグリーン体のエッジが形成されるために、第１のダイパーツの前記チャンバーの内周面から十分に短い距離にパンチエッジが位置する最終的な圧縮位置へと、第２のダイパーツを通って前進するように配置される。しかしながら、パンチは、第１のダイのチャンバーの内周面をそのパンチエッジに接触させないために、同内周面との間に小さな隙間を残すように配置される。好ましくは、圧縮されたグリーン体の前記エッジは、前記圧縮されたグリーン体から生成される切削インサートの切断エッジに対応する。
【００２４】
一実施態様によれば、第２のパンチは、パンチエッジと前記チャンバーの内周面の間の距離が５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、それよりも更に好ましくは５μｍ以下となるまで前進するように配置される。
【００２５】
好ましくは、第２のパンチがその最終的な圧縮位置にあるとき、プレス軸の方向にパンチエッジのレベルから第１のダイパーツの第２の表面内の開口を画定するエッジのレベルまでの距離Ｌは、１−５００μｍの範囲内、好ましくは１００−３００μｍの範囲内である。下限は、チャンバーの深さ、即ち圧縮されるグリーン体の高さに依存する。好ましくはＬ≧１０μｍであり、Ｌ≧５０μｍでも好ましい。グリーン体は、第２のパンチが（及び場合によっては第２のダイ）グリーン体から後退した後膨張し、望ましくはグリーン体は第１のダイの開口を画定するエッジを超えて膨張しない。したがって、前記距離は、短すぎてはならず、グリーン体の高さ及びグリーン体に予想される膨張に関連する。上限は、グリーン体と、第１のダイパーツの第２の端面内の開口領域の内周面との間の接触によって及び／又は第１のダイパーツの開口領域の内周面上のルース粉末及び残留エッジの残りによって引き起こされる将来的なグリーン体への損傷を最小化するために、それに沿って第１のダイの外へグリーン体が取り出される放出部が可能な限り短いことが望ましいという事実に鑑みて選択される。好ましくは、前記レベル間の距離は、第２のパンチ及び前記第１のダイパーツの第２の端面内の前記開口の円周の周りで一定である。
【００２６】
本発明の装置の一実施態様によれば、第２のダイパーツの第２の端面内の前記開口の周りの領域は、第１のダイパーツと第２のダイパーツが近接して配置されるとき、第２のダイパーツの第２の表面が第１のダイパーツの第２の端面内の開口の前記エッジとシール関係となるように、第１のダイパーツの第２の表面内の開口を画定するエッジの湾曲に対応する湾曲を有する。
【００２７】
別の実施態様によれば、第１のダイパーツと第２のダイパーツが近接して配置されるとき、第２のダイパーツの第２の表面は、第１のパーツの第２の表面内の開口と重なり、それにより第１のダイパーツの第２の端面内の前記開口の周りに重複リムを形成する。リムの幅は、第１のダイパーツのチャンバーの内周の角度、及び第１のダイパーツの先述の開口領域内の内周の角度（グリーン体の放出部を形成する）、並びにプレス軸の方向に第２のパンチのパンチエッジのレベルと、第１のダイパーツの第２の端面内の開口を画定する（第２のパンチがその最終的な圧縮位置にあるとき）エッジのレベルとの間の距離、及び第２のパンチの幅に応じて決まる。好ましくは、少なくとも第２のダイパーツの第２の端面内の開口の領域内において、その中のボアは、第２のダイパーツ内のボアの内周と第２のパンチの外周面との間に極めて小さな隙間しかないような寸法（幅）を有する。第２のダイパーツ内のボアは、これにより第２のパンチの誘導及び側方位置決めに寄与する。
【００２８】
本発明の装置の一実施態様によれば、ダイは、第１のダイパーツと第２のダイパーツが結合するときに少なくとも部分的にそれらダイパーツの側方を囲む外側ダイパーツを備え、外側ダイパーツは、二つのダイパーツが互いに結合し、装置が前記キャビティへの粉末充填の準備を整えた位置にあるときに、少なくとも部分的に（粉末充填装置の予定経路において）、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の表面と一致する上面を有する。外側ダイパーツは、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方に接続して同ダイパーツと単一のユニットを形成することができる。外側ダイパーツは、テーブルとみなすこともでき、粉末充填装置の更なる支持面を提供する。少なくとも部分的に第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の第１の端面と一致するようにその上面を提供することにより、前記上面上における粉末充填装置の摺動及び位置決めが可能となる。
【００２９】
本発明の装置のまた別の実施態様によれば、前記第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方は、第１のダイパーツと第２のダイパーツが結合するとき第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの下方に配置されている方と側方において重なる延長部を呈し、前記延長部は、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方が他方のダイパーツとの結合位置から後退するときに露出する側方開口を備え、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記後退と、第１のダイパーツからプレス軸の方向へのグリーン体の移動の結果として露出する圧縮されたグリーン体が、前記開口を通して側方に露出する。延長部は、上部ダイパーツから下方に延びる一又は複数のシャンク、又は第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方から下方に延びるスリーブを含むことができる。好ましくは、上部ダイパーツの前記下方延長部は、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方をプレス軸の方向に移動させるために配置されたアクチュエーターに接続される。この実施態様では、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方を移動させるためのアクチュエーターは、このようにダイの下方に配置される。
【００３０】
別の構成では、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方を形成するダイパーツは、上部ダイパーツの前記第１の表面の上方に延びる上部延長部を呈する。好ましくは、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の前記上方延長部は、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方をプレス軸の方向に移動させるために配置されたアクチュエーターに接続される。このような代替的実施態様では、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方を移動させるアクチュエーターは、このようにダイの上方に配置される。上方延長部は、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方の上で、粉末充填装置がその粉末充填位置までを往復するように摺動することを可能にしなければならない。
【００３１】
本発明の装置の一実施態様によれば、圧縮される切削インサートのグリーン体は、ポジティブ切削インサートの形状を有し、第１のダイパーツ内の前記チャンバーの内周面は対応する形状を有し、プレス軸を横断する断面が第１のダイパーツの第２の表面内の開口に向かって拡大する。ポジティブ切削インサートは、その断面がその第１の端部から第２の端部に向かって増大する切削インサートということができ、前記第２の端部は切削インサートの切断エッジを担持している。本発明の代替的な実施態様によれば、切削インサート、したがって第１のダイパーツの前記チャンバーの内周面は、圧縮されたグリーン体の露出とダイからのグリーン体の取り出しとを可能にするために、第１のダイパーツがプレス軸を横切る方向に分割可能なサブパーツに分割されるように、ダブルポジティブ切削インサート、即ちその両端の間に胴部を有する形状を画定することができる。
【００３２】
一実施態様によれば、第２のダイパーツは、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方である。これにより、第２のダイパーツを第１のダイパーツから取り外した後、圧縮されたグリーン体は、第１のダイパーツに対して上方に移動される際、露出する。圧縮されたグリーン体の第１のダイパーツに対するこのような移動は、第１のダイパーツを、それに接続されたアクチュエーターの作用により下方に移動させること及び／又は圧縮されたグリーン体を、下部（第１の）パンチ（プレス軸の方向にそれを移動させるためのアクチュエーターに接続される）の作用により上方に移動させることにより達成される。
【００３３】
代替的実施態様によれば、第１のダイパーツは、第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのうち他方のダイパーツの上方に配置されている方である。次いで、圧縮されたグリーン体の第１のダイパーツの外への移動が、第１のダイパーツを、それに接続されたアクチュエーターの作用により上方に移動させることにより及び／又は圧縮されたグリーン体を、上部パンチを下部（第２の）パンチ及び下部ダイパーツをそれらに接続されたアクチュエーターの作用により下方に移動させることにより下方へ移動させることにより実施される。いずれの解決法を選択するかは、当業者の知識の範囲内における設計の問題である。
【００３４】
本発明は、本発明による装置において製造されたグリーン体から形成されること及び／又は本発明による方法を用いて形成されることを特徴とする切削インサートにも言及する。同様に、本発明は、本発明による装置において又は本発明による方法を用いて製造された切削インサートのグリーン体にも言及する。
【００３５】
本発明の例示的実施態様の以下の詳細な説明において、本発明の更なる特徴及び利点を提示する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
以下に、本発明の実施態様を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
【図１】図１ａ−１ｂは、本発明による装置において、本発明による方法を用いて製造される切削インサートのグリーン体の形状に対応する形状を有する切削インサートを示している。
【図２ａ】図２ａは、本発明による装置の第１の実施態様の斜視断面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａに示す実施態様の断面の分解側面図である。
【図３】図３ａ−３ｇは、本発明による圧縮装置の上記第１の実施態様を用いて切削インサートのグリーン体を圧縮するための、本発明の一実施態様による方法の連続工程を示す一連の断面図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明による装置の第２の実施態様の斜視断面図である。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａに示す実施態様の断面の分解側面図である。
【図５】図５ａ−５ｆは、本発明による圧縮装置の上記第２の実施態様を用いて切削インサートのグリーン体を圧縮するための、本発明の一実施態様による方法の連続工程を示す一連の断面図である。
【図６】図６は、第２のパンチの最終的な圧縮位置にある装置のいくつかの基本パーツを示す本発明の装置の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１ａ及び１ｂは、本発明による装置及び方法を用いた粉末の圧縮により製造される切削インサートのグリーン体１を示している。典型的には、切削インサートのグリーン体１には、エッジ処理及び研磨が施され、続いて更なる圧縮を行う焼結工程が実施される。多くの場合、焼結体には次いで、物理蒸着（ＰＶＤ）又は化学蒸着のような任意の適切な現行技術により、カーバイド、窒化物、炭窒化物、酸化物、又はホウ化物といった適切な耐摩耗コーティングが施される。切削インサートは、フライス加工、ドリル加工又は旋削加工、或いは同様のチップ成形法による金属の機械加工に使用される。切削インサートの形状は、それが製造される圧縮されたグリーン体１の形状に対応している。したがって、図１ａ及び１ｂに示される切削インサートのグリーン体１の形状に関する本明細書の記述は、前記グリーン体から製造される切削インサートの形状にも有効である。
【００３９】
図１ａ及び１ｂに示される切削インサートのグリーン体１は、ポジティブ切削インサートの形状を有し、その断面はその第１端２からその第２端３に向かって拡大している。グリーン体１の第２端３には、グリーン体１の円周の周りに切断エッジ４が走っている。切断エッジ４は、第２端３の表面とグリーン体１の周囲面５によって画定される。エッジ４は、前記グリーン体１へ粉末を圧縮する間に適用されたプレス軸に対応する軸ｘに対して少なくとも部分的に非垂直な湾曲を有している。部分的に非垂直とは、本明細書においては、グリーン体１の円周の周りの前記切断エッジに沿った前記軸ｘの周りの様々な角度位置について、プレス軸の方向に切断エッジの位置が異なるように湾曲を有していることをいう。
【００４０】
図２は、図１ａ及び１ｂに示すグリーン体１のような切削インサートのグリーン体を製造するための、本発明による装置の第１の実施態様を示す。装置は、第１のパンチ６、第２のパンチ７、第１のダイパーツ８及び第２のダイパーツ９を備えるプレスツールを定義する。装置の運転中に移動される装置のパーツは、そのような目的のために設けられたアクチュエーターに接続されうると理解されたい。このようなアクチュエーター、及びそれに対する前記パーツの個別の接続は、当業者がとる通常の設計手段と考慮されるため図示しない。
【００４１】
第２のパンチ７は、圧縮される粉末と接触する接触面１０、外周面１１、及び接触面１０と外周面１１との交差部におけるパンチエッジ１２を呈し、パンチエッジ１２はグリーン体１の上記切断エッジの湾曲に対応する所定の湾曲を呈している。したがって、パンチエッジ１２は、グリーン体１の円周の周りの前記切断エッジに沿った様々な角度位置について、プレス軸の方向に切断エッジの位置が異なるように湾曲を有しているという意味で、少なくとも部分的にプレス軸ｘに対して非垂直な湾曲を呈する。
【００４２】
第２のパンチ７はまた、コアピン１４を受ける目的で、パンチ７の長手方向に、即ちプレス軸ｘと平行に延びるセンターボア１３を呈する。しかしながら、コアピン及びボア１３のようなボアを第２のパンチ７に設けることは任意選択的であり、本発明に必須ではない。
【００４３】
第１のダイパーツ８は、前記第１のダイパーツ８内において圧縮される切削インサートのグリーン体１の周囲面５の幾何学形状に対応する幾何学形状を有する内周面１６を有するチャンバー１５を呈する。更に、第１のダイパーツ８は、前記第１のパンチ６を受けるためのボア１７であって、第１のダイパーツ８の第１の端面１９内の開口１８から前記チャンバー１５へと延びる前記ボア１７、及び前記チャンバー１５から反対側の第１のダイパーツ８の第２の端面２０へと断面を拡大させながら延びる開口領域であって、前記反対側の第２の端面２０内の開口２１を画定する開口領域を呈する。
【００４４】
第２のダイパーツ９は、前記第２のパンチ７を受けるためのボア２２を呈する。ボア２２は、第２のダイパーツ９の第１の端面２４内の開口２３からその第２の端面２５へと延び、それにより前記第２の端面２５内の開口２６を画定する。
【００４５】
第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の前記開口２１を画定するエッジ２７は、第２のパンチ７の円周の周りにパンチエッジ１２を有するように画定される開口２１の円周の周りに対応する湾曲を有するという意味で、第２のパンチ７の上記パンチエッジ１２の所定の湾曲に対応する湾曲を有する。湾曲は、プレス軸ｘの方向におけるエッジ２７の各増分に対する位置の変動ということもできる。
【００４６】
図２ａは、その中に画定されたキャビティの中に粉末を充填する準備を整えた位置にある、本発明のプレスツールの第１の実施態様を示している。第１のダイパーツ８の第２の端面２０は、第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の前記開口２１が第２のダイパーツ９の第２の端面２５内の前記開口２６と一致するように、第２のダイパーツ９の第２の端面２５に対して近接して配置される。
【００４７】
第１のダイパーツ及び第２のダイパーツ８、９がダイへの粉末充填に関連して互いに近接して配置されるとき、前記第１のダイパーツ及び第２のダイパーツ８、９は上下に配置され、それによりその第１の端面が上方に向けられた上部ダイパーツが画定される。図２−３に示される第１の実施態様では、第２のダイパーツ９が第１のダイパーツ８の上方にある。したがって、第２のダイパーツ９の第１の端面２４はダイの上面を形成し、開口２３はダイの上部開口を画定し、この開口を通して圧縮される粉末を前記キャビティ内に導入することができ、前記キャビティは、第１のダイパーツ８の前記チャンバー１５の内周面１６、第１のダイパーツ８のボア１７の内周面２８、前記ボア１７の中に導入される第１のパンチ６の端面２９、及び第２のダイパーツ９のボア２２の内周面３０によって画定される。
【００４８】
第２のダイパーツ９の第１の端面２４は、基本的に平坦で、プレス軸ｘに垂直な平面内に延びる。好ましくは、プレス軸ｘは鉛直であり、したがって前記平面は好ましくは水平である。
【００４９】
ダイは更に、第１のダイパーツ８と第２のダイパーツ９が結合するときにそれらダイパーツを側方から囲む外側ダイパーツ３１を備える。外側ダイパーツ３１は下部ダイパーツに接続して同ダイパーツとユニットを形成してもよい。外側ダイパーツ３１は、第２のダイパーツ９が第１のダイパーツ８と結合し、装置が前記キャビティ中に粉末を充填する準備を整えた一にあるときに、第２のダイパーツの第１の表面２４と一致する上面３２を有する。外側ダイパーツ３１は、主に運転中に粉末充填装置がその上で位置決めされるテーブルを画定する目的で設けられる。しかしながら、外側ダイパーツは、安定化機能などの可能な機能を更に有してもよく、したがって下部ダイパーツに接続されるときなど、ダイパーツと呼ばれる。
【００５０】
第２のダイパーツ９は、第１のダイパーツと第２のダイパーツが結合するときに第１のダイパーツ８と側方で重なる延長部３４を呈し、この延長部は第１のダイパーツ８と第２のダイパーツ９が互いから後退するときに露出する側方開口３５を備え、前記後退及びグリーン体がプレス軸ｘの方向に第１のダイパーツ８の外へ移動する結果として露出する圧縮されたグリーン体が、前記開口３５を通して側方に露出する（特に図３ｇ参照）。延長部３４自体は、第１のダイパーツ８の下方に位置するアクチュエーター（図示しない）に接続される。言うまでもなく、他の代替的解決法が実現可能である。図示しないが本発明の範囲に含まれるそのような代替的一解決法によれば、上部ダイパーツを形成するダイパーツは、上部ダイパーツの前記第１の表面の上方に延びる上部延長部を呈する。このような上部延長部は、その移動のために設けられたダイの上方に位置するアクチュエーターに接続される。
【００５１】
図３ａ−３ｇは、上記に開示した本発明による装置の第１の実施態様を用いて適用される本発明の方法の一実施態様の基本工程を示す。
【００５２】
図３ａは、上記周囲面１６、２８及び３０並びに第１のパンチ６の端面２９により画定される先述のダイキャビティ中に粉末を充填する準備を整えた位置にある本発明の装置を示している。第２のパンチ７は第２のダイパーツ９の第１の表面２４の上方の位置に後退しており、粉末充填装置３３が第２のダイパーツ９の第１の端面２４内の開口２３の上に位置決めされる余地を残している。粉末充填装置３３は本発明の装置の一部を形成するものとみなすことができる。外側ダイパーツ３１を側方から囲み、外側ダイパーツ３１の上面３２と整列する上面を有する更なるテーブル３６も示されており、このテーブルは装置の任意選択部分を形成する。
【００５３】
図３ｂは、粉末充填装置３３が第２のダイパーツの第１の端面２４内の開口２３の上に位置決めされて充填作業を実行する後続の工程を示している。粉末充填装置３３を図３ａに示される側方に後退した位置から図３ｂに示される前記開口２３の上の位置へ移動させるためには、粉末充填装置３３を、上部ダイパーツの第１の端面の上、即ち第２のダイパーツ９の第１の端面２４の上、及び本明細書では更に外側ダイパーツ３１の上面３２と周囲テーブル３６の上面の上で摺動させる。第１のパンチ６は、第１のダイパーツ８のボア１７内部の位置にあるが、ダイの中においてそれにより画定されるキャビティ内に十分な量の粉末を受けることを可能にするために、チャンバー１５に対してやや後退している。
【００５４】
図３ｃは、第２のパンチ７が第２のダイパーツ９内のボア２２内へと下方に移動している圧縮工程を示す。第１のパンチ６を、ボア１７を通して第１のダイパーツ８内のチャンバー１５に向かって上方に移動させる。必須ではないが、好ましくは、第１のパンチ６と第２のパンチ７の移動は同時である。
【００５５】
図３ｄは、最終的な圧縮位置にある装置を示しており、この位置において、形成される切削インサートのグリーン体１の幾何学形状を画定するチャンバー１５が、第１のダイパーツのチャンバー１５の内周面１６、第１のパンチ６の上側端面２９、及び第２のパンチ７の接触面１０によって画定される。
ここで、本発明による方法は、前記パンチエッジ１２と前記内周面１６との隣接領域内に切削インサートの切断エッジに対応する圧縮されたグリーン体１のエッジが形成されるために、第１のダイパーツ８の前記チャンバー１５の前記内周面１６から十分に短い距離にパンチエッジ１２が位置するまで、第２のダイパーツ９を通して第２のパンチ７を前進させることにより、前記キャビティ内に導入された粉末を圧縮する工程を含む。
【００５６】
ここで、図３ｄに示す位置に対応する位置にある装置の詳細を拡大図で示す図６を参照する。最終的な圧縮位置において、第２のパンチ７のパンチエッジ１２は、パンチエッジ１２とチャンバー１５の内周面１６との間の距離ｇが１０μｍ以下、又は好ましくは５μｍ以下となるように（第２のパンチ７の円周の周りの任意の位置で）、第１のダイパーツ８中へ距離Ｌだけ突出する。第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の開口２１を画定するエッジ２７はパンチエッジ１２の湾曲に対応する湾曲を有するので、パンチエッジ１２と前記エッジ２７の間の距離は、第２のパンチ７の円周の全周でほぼ同じである。プレス軸ｘの方向にパンチエッジ１２のレベルから第１のダイパーツ８の第２の表面２０内の開口２１を画定するエッジ２７のレベルまでの距離Ｌは、１−５００μｍの範囲内、好ましくは１００−３００μｍの範囲内である。好ましくは、Ｌ≧１０μｍであり、形成される圧縮体の幾何学形状及び大きさによってはＬ≧５０μｍである。パンチエッジ１２とチャンバー１５の内周面１６の間の隙間ｇから粉末が逃げることが高度に防止されており、逃げたルース粉末が集まることのできる空間は極めて限られる。これにより、本発明は、切削インサートのグリーン体１上に何らかの残留エッジが形成されることを抑え、且つ極めて小さな半径を有する切断エッジを有する切削インサートの製造を促進することができ、有利である。
【００５７】
パンチエッジ１２のレベルから第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の開口２１を画定するエッジ２７のレベルまで、第１のダイパーツ８の内周面３７は、チャンバー１５の内周面１６の傾斜角に応じた、プレス軸ｘに対する傾斜角αを有する。好ましくは、傾斜角αは、チャンバー１５の円周の周りのいずれの断面で見ても、チャンバー１５の内周面１６と開口領域の内周面３７で同じである。傾斜角αは、開口領域の内周面３７及びチャンバーの内周面１６の円周の周りで変動してよい。
【００５８】
第２のダイパーツ９の第２の端面２５内の開口２６の周りの領域は、形状、即ち、第１のダイパーツ８と第２のダイパーツ９が結合するとき、第２のダイパーツ９の第２の表面２５が第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の開口２１の前記エッジ２７とシール関係となるように、第１のダイパーツ８の第２の表面２０内の開口２１を画定するエッジ２７の湾曲に対応する前記開口２６の円周の周りの湾曲を有する。これにより、粉末が第１のダイパーツ８の第２の表面２０と第２のダイパーツ９の第２の表面２５の間に存在しうる空間の中へと逃げることが防止される。
【００５９】
第１のダイパーツ８と第２のダイパーツ９が互いに対して近接して配置されるとき、第２のダイパーツ９の第２の表面２５は、第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の開口２１と重なり、これにより第１のダイパーツ８の前記第２の端面２０内の前記開口２１の周りに重複リム３８が形成される。リム３８の大きさは、圧縮される切削インサートのグリーン体１の幾何学形状と前記開口２１の幾何学形状に応じて、第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の開口２１の円周の周りで変動してよい。したがって、リム３８の大きさは、第２のパンチ７のパンチエッジ１２が第１のダイパーツ８中に突出する距離Ｌ、傾斜角α及び第２のパンチ７の外周面１１と第２のダイパーツ９内のボア２２の内周面３０との間の隙間ｋに応じて決まる。
【００６０】
図３ｅは、第１のダイパーツ８と第２のダイパーツ９を互いから分離する後続の工程を示している。この特定の実施態様では、分離は、第２のダイパーツ９を第１のダイパーツ８から後退させることにより実施される。しかしながら、これが相対的な移動であること、及び分離が第１のダイパーツ８又は両方のダイパーツの移動によっても実施されうることを理解されたい。これは、単に各パーツをアクチュエーターに接続することによりその移動を可能にするという問題である。
【００６１】
図３ｆは、圧縮された切削インサートのグリーン体１が第１のダイパーツ８の外へと第１のダイパーツ８の第２の端面２０内の開口２１を通して移動して露出し、第２のダイパーツ９の延長部３４内の開口３５を通して側方から到達可能となるように、第１のパンチ６と第２のパンチ７を第１のダイパーツ８に対してプレス軸ｘの方向に移動させる、後続の工程を示している。
【００６２】
図３ｇは、露出した切削インサートのグリーン体１が下部パンチ（この場合第１のパンチ６）の上側端面によってのみ支持されるように、上部パンチを形成するパンチ（この場合第２のパンチ７）を、コアピン１４と共に更に後退させる更なる工程を示している。露出した切削インサートのグリーン体１は、ここでダイからグリーン体１を取り出すための装置３９により把持されうる。取り出し装置３９は、任意の種類のロボットなどでよい。
【００６３】
図４は、第１の実施態様とは、第１のダイパーツ１０８が第２のダイパーツ１０９の上方に位置決めされていることにより、第１のダイパーツがその端面１１９が上側に向くように画定されているという意味で異なる、代替的な実施態様を示している。第１のパンチ１０６と第２のパンチ１０７は、第１の実施態様に関連して開示したものと同一である。したがって、第２のパンチ１０７は、接触面１１０、周囲面１１１及びパンチエッジ１１２を有している。第１のダイパーツ１０８は、内周面１１６を含むチャンバー１１５、チャンバー１１５から第１の端面１１９内の開口１１８へと延びるボア１１７、チャンバー１１５から反対側の第２の端面１２０内の開口１２１へと延びる開口領域を呈し、前記開口はエッジ１２７によって画定されている。第２のダイパーツ１０９は、第１の端面１２４内の開口１２３から反対側の第２の端面１２５内の開口１２６まで延びるボア１２２を呈している。対応する第１の実施態様の表面、開口、ボア、延長部及びアクチュエーターを設けることに関して先述したことは、第２の実施態様のこれら表面、開口、ボア、延長部及びアクチュエーターについても有効である。
【００６４】
図４の実施態様は、更に、第１の実施態様において第２のダイパーツ９によって担持されていた延長部３４に対応する延長部１３４を含むものが第１のダイパーツ１０８であるという点で、図２及び３に示されたものと異なっている。したがって、この場合も、前記延長部を呈するのは上部ダイパーツである。しかしながら、上記実施態様の両方に提示されている設計に対する一代替例として、上部ダイパーツが、その上の位置からその中への粉末充填、及び例えばロボットによる圧縮グリーン体の取り出しが可能である限りにおいて、延長部が下部ダイパーツに設けられてもよいということに注意されたい。各移動パーツをアクチュエーターに接続する延長部の提供は、所望の機能性に関する問題であり、本発明の範囲内で広く変更可能である。
【００６５】
ダイが粉末充填の準備を整えた位置にあるとき、第１のダイパーツ１０８の第２の端面１２０は、第１のダイパーツ１０８内の開口１２１が第２のダイパーツ１０９内の開口１２６と一致するように、第２のダイパーツ１０９の第２の端面１２５に対して近接して配置される。キャビティは、上記ボア及びチャンバーの内周面１１６、１２８、１３０と、第２のダイパーツ１０９に設けられたボアの中へ下方から突出する第２のパンチ１０７の接触面１１０とによって画定される。第１のダイパーツ１０８の第１の端面１１９は、上記開口１１８が設けられた平坦な上面を形成している。下部ダイパーツに直接接続していてもしていなくてもよい外側ダイパーツ１３１は、第１のダイパーツ１０８及び第２のダイパーツ１０９を側方から囲み、第１のダイパーツ１０８の第１の端面１１９と一致して同端面と整列する上面１３２を呈する。粉末充填装置１３３が、前記開口１１８の上の位置から第１のダイパーツ１０８の第１の端面１１９内の前記開口１１８を通して前記キャビティの中に粉末を充填する目的で提供される。粉末充填装置１３３は、第１のダイパーツ１０８の第１の端面１１９及び外側ダイパーツ１３１の上面１３２の上を摺動することにより、開口１１８の上方の動作位置に到達する。
【００６６】
図５ａ−５ｆは、上記に開示した本発明による装置の第２の実施態様を用いて適用される本発明の方法の一実施態様の基本工程を示す。
【００６７】
図５ａは、チャンバー１１５の内周面１１６、１２８、１３０、ボア１１７及びボア１２２並びに第２のパンチ１０７の接触面１１０によって画定されるキャビティの中へ粉末を充填する準備を整えた位置にある装置を示している。外側ダイパーツ１３１を側方から囲み、外側ダイパーツ１３１の上面１３２と整列する上面を有する更なるテーブル１３６も示されており、このテーブルは装置の任意選択部分を形成する。粉末充填装置１３３はテーブル１３６の上面上に位置しており、同面、外側ダイパーツ１３１の上面１３２及び第１のダイパーツ１０８の第１の端面１１９の上を、前記第１の端面１１９内の前記開口１１８の上の位置へと摺動する準備を整えている。第１のパンチ１０６は、粉末充填装置１３３を前記開口の上に位置決めすることを可能にするために、第１のダイパーツ１０８の第１の端面１１９から後退している。
【００６８】
図５ｂは、粉末充填装置１３３が上記キャビティに粉末を充填する後続の工程を示している。第２のパンチ１０７は、第２のダイパーツ１０９のボア１２２内部の位置にあるが、ダイの中においてチャンバーにより画定されるキャビティ内に十分な量の粉末を受けることを可能にするために、チャンバー１１５に対していくらか後退している。一代替例として、第２のパンチ１０７は、ダイによって画定されるキャビティが必要量の粉末を収容するために十分に大きい限りにおいて、既にこの段階でその最終的な圧縮位置にあってもよい。
【００６９】
図５ｃは、第１のパンチ１０６を第１のダイパーツ１０８内のボア１１７内へと下方に移動させる圧縮工程を示す。第２のパンチ１０７を、第２のダイパーツ１０９のボア１２２を通して第１のダイパーツ１０８内のチャンバー１１５に向かって上方に移動させる。必須ではないが、好ましくは、第１のパンチ１０６と第２のパンチ１０７の移動は同時である。
【００７０】
図５ｄは、最終的な圧縮位置にある装置を示しており、この位置において、形成される切削インサートのグリーン体１の幾何学形状を画定するチャンバー１１５が、第１のダイパーツのチャンバー１１５の内周面１１６、第１のパンチ１０６の端面１２９、及び第２のパンチ１０７の接触面１１０によって画定される。
図３ａ−３ｇを参照して開示された第１の実施態様と同様に、本発明の第２の実施態様による方法は、前記パンチエッジ１１２と前記内周面１１６との隣接領域に、切削インサートの切断エッジに対応して、圧縮されたグリーン体１のエッジが形成されるために、第１のダイパーツ１０８の前記チャンバー１１５の前記内周面１１６から十分に短い距離にパンチエッジ１１２が位置するように、第２のダイパーツ１０９を通して所定の距離だけ第１のダイパーツ１０８の中へと第２のパンチ１０７を前進させることにより、前記キャビティ内に導入された粉末を圧縮する工程を含む。図６に示される領域に対応する領域に、第２の実施態様は、第１の実施態様と同じ構成を呈することが好ましい。しかしながら、図６は、図４−５に提示された第２の実施態様を完全に反映するためには上下逆でなければならないであろう。
【００７１】
図５ｆは、圧縮された切削インサートのグリーン体１を第１のダイパーツ１０８の外へと移動させるために、第１のダイパーツ１０８を下部ダイパーツ１０９に対して上方に後退させる後続の工程を示している。第１のダイパーツ１０８の延長部１３４内の側方開口１３５により、切削インサートのグリーン体は側方の位置から到達可能である。
【００７２】
図５ｇは、圧縮されたグリーン体１をダイからグリーン体１を取り出すための装置１３９を用いて圧縮されたグリーン体１をダイから取り出すことを可能にするために、第１のパンチ１０６を圧縮された切削インサートのグリーン体１から上方に後退させ、コアピン１１４を前記グリーン体１から下方に後退させる、更なる工程を示している。したがって、圧縮されたグリーン体１は、前記装置１３９によって把持されるとき、第２のパンチ１０７の接触面１１０のみにより支持される。
【００７３】
本発明の上記記載は例示のみを目的としており、保護の範囲は特許請求の範囲によって規定され、当業者には明らかな代替的実施態様は請求された保護の範囲に含まれる。したがって、本発明は、上記第１のダイパーツ及び第２のダイパーツのいずれもが更に二つ以上のサブパーツに分割される解決法も含む。更に、第１及び第２のパーツは、本発明に関しては好ましいとはいえ、プレス軸の方向へのそれらの移動により互いから分離される必要はない。このようなダイパーツのいずれかが二つ以上のサブパーツに小分割される場合、このようなダイパーツは、これらサブパーツを分離し、プレス軸とは別の方向、例えばプレス軸に垂直な方向へと移動させることにより、他方のダイパーツから取り外すことができる。更なるパンチがあってもよく、上記パンチを複数のパンチに小分割してもよい。また、コアピンの数は当業者の選択の問題であり、各ダイパーツ、パンチ、及びコアピンの、それらを移動させるためのアクチュエーターへの接続も同様である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図６】
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