专利名称：陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方法及陶瓷蜂窝结构体的制造方法
技术领域：
本发明涉及在对陶瓷蜂窝结构体进行挤压成形时使用的模具的制造 方法以及陶瓷蜂窝结构体的制造方法。
背景技术：
用于排放气体净化用过滤器等的陶瓷蜂窝结构体(以下简称为"蜂窝 结构体")，使用蜂窝结构体成形用模具(以下简称为"成形用模具")，对 陶瓷坯土进行挤压成形形成蜂窝成形体，对其干燥以及烧成，由此制造。
成形用模具10如图2 (a)以及图2 (b)所示，由具有成形槽加工面21 突出的形状的模具原材11构成，在模具原材11的供给孔加工面31上形 成有供给孔31，在成形加工面21上形成有格子状的成形槽20。成形用模 具10的供给孔30如图3所示，设为与成形槽20连通。通过供给孔30导 入成形用模具10内的陶瓷坯土通过成形槽20成形为蜂窝状形成蜂窝成形 体。
成形用模具10在如图4 (a)所示的成形槽加工面21突出的模具原材 11的供给孔加工面31 (成形槽加工面21相对侧的面)上，通过削钻加工 等形成供给孔30，接着在成形槽加工面21上形成成形槽20而制造。格子 状的成形槽20如图4 (b)所示，使用旋转工具40通过研削或切削加工， 加工成平行的多个成形槽20后使模具原材11旋转，如图4 (c)所示，加 工形成与先加工成的成形槽20交叉的成形槽20。
所述成形槽20的加工为了适应宽度窄的成形槽的加工，使用簿的旋 转工具40进行。在如这种深的成形槽的加工的大的加工抵抗发生的加工 中，会发生旋转工具40与厚度方向相反成形槽弯曲，或旋转工具40破损 的问题。
因此，相对于宽度切入深的成形槽20由通常2道以上的工序形成。 即，如图6 (a)所示，在第一道形成深度L1的成形槽22，如图6 (b)所
3示，在第二道更深地加工成形槽22，形成深度L的成形槽20。
另外，现有的成形槽20的加工，使旋转工具40向图4 (b)所示的方 向旋转，以所谓下切进行。在使旋转工具40的旋转方向与图4 (a)所示 的方向相反(上切)进行加工时，由于向抬起模具原材11的方向施力， 因此，成形模具10会有微小的振动，即所谓颤振发生。该现象在切入深 度大时特别容易发生。发生颤振时，成形槽20的宽度和深度的精度恶化， 或者旋转工具40破损。
以下切进行加工时，如图6 (a)所示，在交叉已经加工的成形槽20 形成槽22 (第一道)时，在成形槽20和成形槽22的交叉部23发生毛刺 50。在第二道加工中，旋转工具40在所述交叉部23行进时，如图6 (b) 所示，所述毛刺50巻入旋转工具40和金属原材11之间，旋转工具40会 破损或发生翘曲。旋转工具40破损时，其碎片会使成形槽产生伤痕，翘 曲发生时，成形槽20的宽度部分地变大。
在特开平11—70510号中提出一种制造蜂窝结构体成形用模具的方 法，该模具具有材料供给用的多个供给孔，和与所述供给孔连通设为格子 状用于使材料形成为蜂窝状的缝隙槽，并且，各缝隙槽具有其槽宽度10 倍以上的槽深度，其中，所述缝隙槽的加工通过使用具有150um以下的 厚度的旋转工具对金属原材进行研削或切削而进行，并且，沿同一方向平 行设置的多个缝隙槽的加工顺序，以加工顺序产生的槽宽度的变化不会对 蜂窝结构体的成形性有影响的随机的顺序进行。并记载有根据该方法，能 够防止旋转工具的破损，抑制缝隙槽的宽度的变化。
但是，特开平11一70510号中记载的方法，虽然对所述成形槽的弯曲 和旋转工具的破损的问题有一定程度的效果，但是，特别是在旋转工具的 磨损进行切削能力劣化的情况下不能得到充分的效果，不能消除这些问 题。因此，会存在在加工中旋转工具破损，由于其碎片在成形槽发生伤痕 的情况，和未到旋转工具破损而翘曲引起成形槽的宽度部分变宽，人工恢 复不可能的情况。即使在成形槽上有一处伤痕发生，或成形槽的宽度部分 变宽时，在通过挤压成形得到的蜂窝结构体上也会发生隔壁的应变和切损 等的缺陷，因此，不能作为模具使用。
由于上述问题，成形用模具的制造费用提高，成为降低蜂窝结构体的
4制造费用的很大的障碍。因此，需要进一步的对策。
发明内容
由此，本发明的目的在于，得到能够防止加工成形槽时的旋转工具的 破损和翘曲，不使成形槽的伤痕和成形槽的宽度的部分扩大发生的成形用 模具，和应变和切损不会发生的蜂窝结构体的制造方法。
鉴于上述目的进行锐意研究的结果是，本发明者等发现，在使已经加 工成的成形槽交叉旋转工具行进时，通过上切进行加工，能够显著防止形 成于成形槽的伤痕和成形槽的宽度的扩大，从而完成了本发明。
艮口，制造陶瓷蜂窝结构体成形用模具的本发明的第一方法，是具有格 子状的成形槽和与所述成形槽连通的坯土供给孔的陶瓷蜂窝结构体成形 用模具的制造方法，其中，所述格子状的成形槽的加工由形成平行的多个 第一成形槽的第一加工和在所述第一加工后形成与所述第一成形槽交叉 的第二成形槽的第二加工构成，所述第一和第二加工通过使用旋转工具进 行研削或切削至少以两道进行，并且，所述第二加工的第二道以后通过上 切进行。
优选所述第二加工的第一道通过下切进行。优选所述第一加工以下切 进行。
制造陶瓷蜂窝结构体的本发明的方法，是使用具有格子状的成形槽和 与所述成形槽连通的坯土供给孔的陶瓷蜂窝结构体成形用模具制造陶瓷 蜂窝结构体的方法，所述格子状的成形槽通过形成平行的多个第一成形槽 的第一加工，和在所述第一加工后形成与所述第一成形槽交叉的第二成形 槽的第二加工形成，所述第一和第二加工通过使用旋转工具进行研削或切 削至少以两道进行，并且，所述第二加工的第二道以后通过上切进行。
根据本发明，能够防止加工成形槽时的旋转工具的破损和翘曲，成形 槽的伤痕和成形槽的宽度的部分扩大也不会发生，因此，能够得到没有应 变和切损缺陷的蜂窝结构体。
图l是说明制造成形用模具的本发明的方法的模式图。
5图2 (a)是显示成形用模具的一例的立体图。 图2 (b)是显示成形用模具的另一例的立体图。 图3是显示成形用模具的一例的剖面图。 图4 (a)是说明现有的成形用模具的制造工序的模式图。 图4 (b)是说明现有的成形用模具的制造工序的另一模式图。 图4 (c)是说明现有的成形用模具的制造工序的又另一模式图。 图5是显示成形用模具的成形槽的加工状态的模式图。 图6 (a)是说明现有的成形用模具的成形槽加工时的问题发生状态的 模式图。
图6 (b)是说明现有的成形用模具的成形槽加工时的问题发生状态的 另一模式图。
具体实施例方式
在本发明中，如图1所示，在使已经加工成的成形槽(第一成形槽) 交叉所述旋转工具行进时的加工(第二加工)中，使旋转工具40相与图6 (b)所示的旋转方向相反的方向旋转，以所谓上切进行。这样，通过以 上切进行加工，在交叉部23生成的毛刺50能够排出到部分加工完的第一 道的成形槽22中，毛刺50不会巻到旋转工具40和模具原材11之间。因 此，加工成形槽20时的旋转工具40的破损和翘曲不会发生，从而能够防 止成形槽的伤痕和成形槽的宽度部分扩大。
另外，如上所述，通过使用以上切加工成形槽的模具制造蜂窝结构 体，能够防止隔壁的应变和切损。还有，为了在以上切加工成形槽时不使 颤振发生，优选减小第一道的切入深度，优选是成形槽的宽度的10倍以 下的切入深度，更优选为8.5倍以下。
如上所述，为了减小切入深度，至少以2道加工成形槽20。 g卩，如 图5所示，相对于成形槽20的形成结束时的目标深度L，以比该L小的 切入深度Ll进行第一次加工(1道)，再次使旋转工具40通过相同的成 形槽的位置使成形槽20的深度变深，如此进行加工。优选以2道加工到 目标深度L，但根据需要也可以以3到以上进行加工。特别是在通过上切 加工用于制造直径为200mm以上的大口径的蜂窝结构体的成形用模具时，
6为了防止颤振发生，以2道以上进行是有效果的。
第一道的成形槽的加工优选以下切进行。通过以下切进行第一道的
成形槽的加工，不需要考虑颤振的发生和毛刺的巻入。例如，在以4mm 上切切入深度时，即使在成形用模具10发生颤振，在下切时不会有颤振 的发生。即，能够使通常下切时的切入深度比上切时的切入深度深。但是， 即使是下切，在切入深度过深时，加工阻抗变大，会使旋转工具翘曲或破 损，因此，需要考虑这一点。因此，通过以下切进行第一道的成形槽的加 工，能够使第一道的切入深度比以上切迸行的情况深，能够防止加工工数 的增大。
不与成形槽交叉的加工(第一加工)优选以下切进行。即，如图4 (b)所示，在仅加工不使已经加工成的成形槽交叉而是平行的成形槽的 第一加工的情况，交差部23不存在，因此，在该部分毛刺50不会生成。 因此，第二道的加工，例如即使以下切进行，毛刺50也不会巻入旋转工 具40和模具原材11之间，因此，优选以颤振不发生的下切进行。
如上所述，上切进行的加工，优选在使已经加工成的成形槽交叉旋 转工具行进时(第二加工)进行。另外，第二加工的第二道的加工需要以 上切进行。还有，在本发明中，所谓旋转工具行进意思是相对于成形用模 具10旋转工具40相对地行进，也可以相对于位置固定的成形用模具10 旋转工具40行进，也可以是相对于位置固定的旋转工具40成形用模具10 行进。
以下，通过实施例说明本发明。 实施例1
(1) 供给孔的形成
如图4 (a)所示，准备具有240mmX240mm的突出的成形槽加工面 21以及260誦X260鹏的供给孔加工面31的由合金工具钢(J工S G4404) 构成的模具原材11。如图3所示，从模具原材11的供给孔加工面31使用 前端角140°的超硬钻头以直径l.lmm通过钻削加工形成供给孔30。
(2) 第一成形槽的加工
通过旋转工具40在成形槽加工面21加工成形槽20。作为旋转工具 40，使用厚度为0.25mm以及直径100mm的圆形薄刃砥石。首先通过下
7切加工相互平行的深度4mm的成形槽20 (第一道)。接着，以上切进行第 二道加工，使己经形成的成形槽20的深度进一步加深到2.5mm，即使成 形后的成形槽20的深度成为6.5mm。旋转工具40根据加工时间由于磨损 而直径减少，在直径小于规定值时，交换新的旋转工具进行加工。通过上 述加工，形成深度6.5mm、宽度0.26mm以及间距1.5mm的相互平行的 159条成形槽20。
(3)第二成形槽的加工
与第一成形槽同样以2道加工以成形槽加工面21的视角与第一成形 槽垂直交叉的成形槽20。即，使用厚度0.25mm以及直径100mm的圆形 薄刃砥石，以下切加工(第一道)深度为4mm的成形槽20，以上切进行 第二道的加工，形成相互平行的深度6.5mm、宽度0.26mm以及间距1.5mm 的159条第二成形槽20。
如上所述，得到在模具原材11的供给孔加工面31上形成供给孔30， 在成形槽加工面21上形成格子状交叉的成形槽20的成形用模具10。
在本实施例中，在使己经形成的第一成形槽交叉的第二成形槽的第 一道加工结束的时刻确认成形用模具10时，虽然确认到在第一和第二成 形槽20的交叉部23有多个毛刺50，但是，直到第二道加工结束为止旋转 工具40也没有发生破损。另外，也没有确认到成形槽的伤痕和成形槽的 宽度部分地扩大。
在对使用通过本实施例制造的模具，以公知的方法挤压成形的蜂窝 状成形体进行干燥烧成而得到的以堇青石为主成分的蜂窝结构体上，没有 确认到成为实用上的问题的切损和应变缺陷。
比较例1
在第一和第二成形槽20的加工中，将第二道的上切加工变更为由下 切进行的加工，除此之外，与实施例1同样制作了成形用模具10。在使已 经形成的第一成形槽交叉的第二成形槽的第一道加工结束的时刻确认成 形用模具10时，在成形槽20的交叉部23确认到很多毛刺50，接着，在 第二成形槽的第二道加工的途中，毛刺50巻入旋转工具，旋转工具40发 生破损。
比较例2在第一和第二成形槽20的加工中，仅以一道用下切加工成深度
6.5mm的成形槽20，除此之外，与实施例1同样制作了成形用模具10。 在确认格子状交叉的成形槽20的加工结束的成形用模具10时，确认到由 于旋转工具40的翘曲发生而成形槽的部分扩大。
权利要求
1. 一种陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方法，是具有格子状的成形槽和与所述成形槽连通的坯土供给孔的陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方法，其特征在于，所述格子状的成形槽的加工由形成平行的多个第一成形槽的第一加工和在所述第一加工后形成与所述第一成形槽交叉的第二成形槽的第二加工构成，所述第一和第二加工通过使用旋转工具进行研削或切削至少以两道进行，并且，所述第二加工的第二道以后通过上切进行。
2. 根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方法， 其特征在于，所述第二加工的第一道通过下切进行。
3. 根据权利要求1或2所述的陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方 法，其特征在于，所述第一加工通过下切进行。
4. 一种陶瓷蜂窝结构体的制造方法，是使用具有格子状的成形槽和 与所述成形槽连通的坯土供给孔的陶瓷蜂窝结构体成形用模具制造陶瓷 蜂窝结构体的方法，其特征在于，所述格子状的成形槽通过形成平行的多 个第一成形槽的第一加工，和在所述第一加工后形成与所述第一成形槽交 叉的第二成形槽的第二加工形成，所述第一和第二加工通过使用旋转工具 进行研削或切削至少以两道进行，并且，所述第二加工的第二道以后通过 上切进行。
全文摘要
提供一种陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方法，以及使用所述模具的陶瓷蜂窝结构体的制造方法，该陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方法是具有格子状的成形槽和与所述成形槽连通的坯土供给孔的陶瓷蜂窝结构体成形用模具的制造方法，其中，所述格子状的成形槽的加工由形成平行的多个第一成形槽的第一加工和在所述第一加工后形成与所述第一成形槽交叉的第二成形槽的第二加工构成，所述第一和第二加工通过使用旋转工具进行研削或切削至少以两道进行，并且，所述第二加工的第二道以后通过上切进行。
文档编号B23P15/24GK101511554SQ20078003352
公开日2009年8月19日 申请日期2007年10月29日 优先权日2006年10月27日
发明者井上洋, 小方智寿, 鞍悬一行 申请人:日立金属株式会社