[发明专利]成形用冲模、具备该成形用冲模的成形装置以及成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过粉末挤压成形来制造在筒状结构的内周侧或外周侧具有在轴向突出的突出部的筒状部件的成形用冲模、具备该冲模的成形装置以及成形方法。

背景技术

在内周侧或外周侧具有突出部的粉末挤压成形体在使用了粉末挤压磁心材料的马达芯等中使用。例如，在马达芯中，在环结构的内周部使用在周向离散地具有突起结构的三维成形体。该成形体的密度越大，越有利于马达输出的提高、马达转矩的提高。在专利文献1中公开了通过压缩磁性粉来形成定子铁心的旋转电机。

专利文献1：日本特开2007-124884号公报

图2(a)是专利文献1所示的通过粉末挤压成形而成形的筒状的粉末挤压成形体200的立体图，图2(b)是放大表示图2(a)的A部的内周面侧的放大立体图。筒状的粉末挤压成形体200具有圈状或圆筒状的本体部210，在本体部210的内周侧具有在轴向突出的突出部220、或半径方向的突起部210的外表面、内表面之间的台阶差部或凹陷部。

以下说明用于制造上述筒状的粉末挤压成形体200的模具结构、成形装置及成形方法的现有例。

图4表示用于制造图2的粉末挤压成形体200的成形用冲模的上冲头400的形状，图4(a)是从侧面上方看上冲头400的立体图，图4(b)是从侧面下方看上冲头400的立体图。上冲头400由环部410和在环部410的内周侧在半径方向突出的突出部420构成。由环部410的底面411对成形体的环部上表面211加压，由突出部420的下表面421对成形体的突出部上表面221加压。

图12是表示用图4(a)的B-B剖面表示的具备上冲头的粉末挤压成形装置1200的构成及成形方法的主要部分剖面图。粉末挤压成形装置1200由内周部的芯模1210、外周部的模具1220及从上方推压粉体1201施加压力的上冲头1230、从下方推压粉体施加压力的下冲头1240构成。通过使上冲头1230和下冲头1240相对移动，形成粉末挤压成形体1202。

在上述构成中，在上冲头400的角部430发生应力集中而生成裂纹这一情况成为了问题。在粉末挤压成形时，在上冲头400的突出部下表面421作用有由压力机施加的压力，在上冲头400的环部内周面412作用有因粉体顺沿破碎而产生的侧压。由此，在角部430产生了强拉伸应力。为此，以往，在角部430设置曲面以缓和应力集中。另一方面，如图2所示，在成形体200的该处也形成同样的曲面。这样，对于现有方法，在成形体设置了不必要的曲面，制限了成形体的设计自由度。例如，在把成形体用于专利文献1所示的马达芯时，由于突起部的铁量减少，有马达输出或马达转矩下降等得不到充分特性的情况。

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种不改变成形体的形状就可以抑制模具的应力集中的冲模结构、成形装置及成形方法。

为了达成上述课题，本发明是一种成形用冲模，该成形用冲模用于粉末挤压成形筒状部件，该筒状部件具有大致筒形状，并且在内周侧或外周侧具有在轴向突出的突出部或半径方向的台阶差部或凹陷部，其特征在于，所述成形用冲模具有大致筒形状，并且在内周面或外周面的至少一部分具有在中心方向突出的突出部，在与该突出部的下表面的同一面上被上下分割成两部分，分割的面彼此以机械方式紧固在一起或者由粘接剂粘接在一起。

进而，本发明在成形用冲模中，其特征在于，所述被上下分割的冲模彼此在所述分割面通过螺栓紧固、螺纹紧固、或者在一个冲头形成凹部而在另一个冲头形成凸部地进行嵌入而紧固在一起。

进而，本发明在成形用冲模中，其特征在于，在与粉末挤压成形的筒状部件的形状对应地上下分割成两部分的冲头中，下部的冲头是能够进行更换的。

进而，本发明在上述的成形用冲模中，其特征在于，作为所述突出部的下表面与所述下部的冲头的内周面的连结部的角部，是非曲面结构的有棱角的结构、或者在将所述角部的曲率半径设为R并将所述突出部的半径方向的宽度设为δ的情况下满足R/δ＜0.2mm的结构、或者在将所述角部的曲率半径设为R时R＜0.2mm的结构中的至少任何一种。

另外，本发明是一种筒状部件的成形装置，其特征在于，将上述的成形用冲模作为上冲模，在轴向与所述上冲模相向地配置下冲模，在所述上冲模和所述下冲模的外侧配置模具，在所述上冲模和所述下冲模的内侧配置芯模，通过使所述上冲头和所述下冲头相对移动，对填充在所述上冲模和所述下冲模之间的粉体进行成形。