专利名称：不重磨刀片的制造方法以及压粉体的定向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种作为各种切削工具的切削刃使用的不重磨刀片的制造方法以及用于这种不重磨刀片的制造方法中的压粉体的定向装置。
本申请要求2003年3月28日申请的特愿2003-92256号和特愿2003-92257号的优先权，其内容沿用在此。
背景技术：
作为这种不重磨刀片，主流是通过将原料粉末压力成形而形成压粉体，在将该压粉体置于烧结板上之后，按照烧结板收放在烧结炉中，通过加热进行烧结这种称为粉末冶金法制作的超硬合金等烧结硬质材料制成的刀片。在此，为了从原料粉末压力成形出压粉体，例如从加工的效率考虑，多采用铃木寿编著「超硬合金和烧结硬质材料基础和应用」丸善株式会社、1986年2月20日发行(第18-19页)中记载的将填充到在金属模具中形成的模腔内的原料粉末用上下冲头压缩，压力成形出压粉体的金属模具加压法。而且，为了使这样成形出的压粉体向烧结炉中收放的个数为最多，在一片烧结板上将多个压粉体以与其形状相对应的朝向尽可能无间隙地放置，并且将这种烧结板多级重叠，收放在烧结炉中进行烧结。
但是，在这种粉末冶金法中，如上述文献中所记载的那样，公知通过对上述压粉体进行烧结在例如超硬合金中产生15～22％的线收缩，因此，在压粉体和烧结后的不重磨刀片之间产生尺寸差。而且，特别是在上述这种金属模具加压法中，由于当压力成形时的压粉体密度不均匀时，密度低的部分中产生大的收缩变形，烧结体的尺寸精度恶化，所以以往使一个压粉体的密度尽可能地均匀，使这种烧结变形为最小限度的技术也记载在上述文献中，因此，使从压粉体到烧结后的不重磨刀片的尺寸差在一个压粉体上整体均匀，使其成为在实用上可忽视因烧结产生的变形的程度。以往这样烧结的外周面(退刀面)为烧结面状态的不重磨刀片为所谓的M级刀片，其尺寸精度是内切圆在12.70mm的不重磨刀片上内切圆公差为±0.08mm以内，在需要此精度以上的情况下，实施外周磨削加工，成形出内切圆公差为±0.025mm以内的G级刀片。
但是，近年来，即使在这种不重磨刀片中，希望抑制其成本并且进一步的高精度化的呼声日益高涨，例如，对于上述那样烧结的烧结面状态的不重磨刀片，要求不实施外周磨削加工这种后加工而获得G级的精度。这意味着从压粉体到成为作为烧结品的不重磨刀片的烧结成形精度的高精度化，其结果，如何减小在以往的公差上不成问题的因微小的烧结变形而产生的尺寸误差则成为非常大的课题。
本发明是基于这种背景而提出的，其目的在于提供一种烧结成形精度高的不重磨刀片的制造方法，即使在上述那样的粉末冶金法进行的不重磨刀片的制造方法中，也可以在烧结后状态的不重磨刀片上满足G级的精度，而且，本发明的目的还在于提供一种适用于这种制造方法中的压粉体向上述烧结板上定向的装置。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的发明者在对烧结后的不重磨刀片的收缩变形进行了详细的解析后发现，在放置在相同的烧结板上进行了烧结的各个不重磨刀片上，产生了俯视时朝向烧结板的外周侧的部分处压粉体的收缩减小，相反在朝向烧结板内周的中心侧的部分处收缩增大的微小变形。即，获得了以下的知识，如图12所示，相对于所希望的尺寸形状的不重磨刀片T，当对仅扩大了上述线收缩的量的尺寸形状的压粉体Q进行压力成形并烧结时，将产生从压粉体Q到烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S在各个压粉体Q上从烧结板21的外周侧(图12中为上侧)朝向内周中心侧(图12中为下侧)的方向上增大，烧结后的不重磨刀片T的实际尺寸在朝向烧结板21的外周侧的部分处如符号a所示比较大，而在朝向内周侧的部分处如图中符号b所示比较小的微小变形。虽然这种因烧结板21上的压粉体Q的朝向产生的收缩率的不同引起的变形是在上述M级刀片程度的精度上没有问题的非常小的值，但在要在上述那样烧结后状态的不重磨刀片上确保G级的精度的情况下则不能够忽视。
本发明是基于上述的知识提出的，提供一种将对不重磨刀片的原料粉末进行了压力成形的压粉体放置在烧结板上进行烧结的不重磨刀片的制造方法，其特征是，将上述压粉体成形为在各向同性、均匀地进行了烧结时，相对于烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向规定的方向增大，并在该烧结板上放置成该规定的方向在俯视时朝向上述烧结板的大致外周侧。
而且，本发明的定向装置是使对不重磨刀片的原料粉末进行了压力成形的压粉体定向并放置在烧结板上的压粉体的定向装置，其特征是，将该压粉体在该烧结板上放置成压力成形后的压粉体上规定的方向在俯视时朝向上述烧结板的大致外周侧。
在由上述构成的制造方法制造不重磨刀片的情况下，相对于烧结时压粉体在如上所述俯视时朝向烧结板的外周侧的部分处收缩减小，相反朝向烧结板内周的中心侧的部分处收缩增大的变形，压粉体自身成形为在各向同性、均匀地进行了烧结时在烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向规定的方向增大，即成形为在上述那样因在烧结板上的朝向产生的收缩变形上不产生偏离地对压粉体进行了烧结时，在该压粉体朝向上述规定的方向一侧的部分处，变形成相对于在烧结后的不重磨刀片上应赋予的所希望的上述尺寸形状，在收缩方向上为大的变形量，相反在朝向上述规定的方向相反一侧的部分处，以与上述相比收缩方向上小的变形量相对于上述所希望的尺寸形状变形。另外，换言之，以烧结后的不重磨刀片上应赋予的所希望的尺寸形状为基准，使朝向相对于其的收缩方向、即朝向该不重磨刀片或压粉体的内周中心侧的方向为正方向的情况下，由于压粉体成形为各向同性、均匀地进行了烧结时的相对于成为上述基准的所希望的尺寸形状的变形量在上述规定的方向一侧上以与其相反一侧在上述正方向上增大，所以为了使该规定的方向朝向烧结板的大致外周侧而例如在上述定向装置上使其规定的方向与上述制造方法中的规定的方向相一致地将压粉体放置在烧结板上，可通过该压粉体自身的相对于朝向上述方向的烧结后的不重磨刀片的变形量的不同抵消烧结时因上述烧结板上的压粉体的朝向产生的收缩率的不同引起的变形，其结果能够在烧结成形后的状态下获得以高精度具有所希望的尺寸形状的不重磨刀片。另外，实际上为了在因烧结板上的朝向产生的收缩变形上不产生偏离，即为了在压粉体上不产生因该烧结板上的朝向产生的局部的收缩率的不同地各向同性、均匀地烧结压粉体，例如使俯视时压粉体的中心与烧结板的中心相一致地放置即可。
因此，作为将压粉体成形为相对于在各向同性、均匀地进行了烧结时在烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向规定的方向增大的一种方式，成形为与烧结后的不重磨刀片的尺寸差朝向上述规定的方向减小的尺寸形状。
通过将压粉体成形为相对于烧结后的不重磨刀片的所希望的尺寸形状，其尺寸差朝向上述规定的方向减小，该压粉体成为以在烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸为基准，朝向该规定的方向一侧的部分小于朝向与此相反一侧的部分的尺寸，相对于烧结后的不重磨刀片的形状，呈上述规定的方向一侧扁平，而与其相反一侧扩大的非相似形，当不产生因烧结板上的朝向引起的局部收缩率的不同地对这种压粉体进行各向同性、均匀地烧结时，压粉体在维持该非相似形的状态下均匀地收缩，相对于在烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状，在上述规定的方向一侧向收缩方向的变形量增大。因此，当将该压粉体在烧结板上放置成该规定的方向朝向大致外周侧地烧结时，由于在朝向烧结板外周侧的上述规定的方向上收缩率减小，向收缩方向的变形量增大的比例也减小，而相反地在朝向该规定的方向的相反一侧的烧结板内周中心侧的部分处向收缩方向的变形量减小，以大的变形量收缩，所以其结果能够抵消因烧结板上的朝向产生的收缩率的不同，获得所希望的尺寸形状的不重磨刀片。
而且，作为将压粉体成形为在各向同性、均匀地进行了烧结时在烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向规定的方向增大的一种方式，将上述压粉体压力成形为朝向规定的方向，上述原料粉末变为低密度，并放置成该方向在俯视时朝向上述烧结板的大致外周侧。
即，当压力成形出的压粉体上其密度不均匀时，密度低的部分产生大的收缩变形如上述的文献中所记载的那样。以往是如文献中所记载的那样采取了尽可能地使一个压粉体的密度均匀的对策，而在本发明中则是通过有意地将压粉体压力成形为不均匀的密度分布，以具有压粉体的密度朝向上述规定的方向降低的密度梯度，将上述压粉体放置成该规定的方向朝向烧结板的大致外周侧地进行烧结，通过该压粉体的密度梯度产生的收缩率的不同引起的变形抵消因上述烧结板上的压粉体的朝向产生的收缩率的不同引起的变形，其结果能够在烧结成形后的状态下获得高精度地具有所希望的尺寸形状的不重磨刀片。
因此，作为将压粉体成形为在上述规定的方向上原料粉末变为低密度的一种方式，在将上述原料粉末填充到形成于金属模具内的模腔中，对上述压粉体进行压力成形时，朝向压力成形后的压粉体的上述规定的方向控制该原料粉末向上述模腔中的原料填充量。
即，由于若这样控制原料粉末的填充量，例如将填充的压粉体压力成形为其原料填充量朝向上述规定的方向减少，则在上述原料填充量减少的一侧压粉体的密度也变为低密度，所以通过将压粉体放置成该原料填充量减少了的规定的方向俯视时朝向上述烧结板的大致外周侧，可抵消因烧结板上的压粉体的朝向产生的收缩率的不同引起的变形。另外，为了这样控制原料粉末向模腔内的填充量，例如将下冲头设置成可在开口于上述金属模具的上表面上地形成的上述模腔内相对地上下移动，同时在上述金属模具的上表面上设置可沿着该上表面移动的原料供粉箱，在该原料供粉箱在上述模腔的开口部上移动时，使上述下冲头上下移动，将上述原料粉末从上述原料供粉箱供应并填充到该模腔内即可。
而且，作为其他的方式，在通过上述的金属模具加压法成形压粉体的情况下，将上述原料粉末填充到开口于金属模具的上表面上地在该金属模具内形成的模腔中，同时磨断所填充的原料粉末的上部，将与该磨断的方向相反的方向作为上述规定的方向，对上述压粉体进行压力成形，将该压粉体在烧结板上放置成与该方向相反的方向在俯视时朝向上述烧结板的大致外周侧。
即，例如在如上所述将原料粉末从可沿着金属模具的上表面移动的原料供粉箱供应、填充到模腔中时，将原料粉末填充到了模腔内的原料供粉箱在模腔的开口部上移动时，磨断该填充的原料粉末，但此时因在原料粉末之间或者供粉箱和原料粉末之间的摩擦力等，模腔开口部附近的原料粉末在供粉箱的移动方向、即上述磨断方向上被拉偏地移动，从而存在该磨断方向上原料填充量稍多的情况，所以在这种原料填充量状态下压力成形出的压粉体所具有的密度梯度产生的收缩率的不同引起的变形量能够抵消因上述烧结板上的压粉体的朝向产生的收缩率的不同引起的变形量的情况下，可以使与该磨断方向相反的方向作为上述规定的方向。另外，由于有无原料粉末向该磨断方向的移动或其程度因填充的原料粉末的特性或填充条件等受到影响，所以在该磨断形成的原料填充状态下压力成形出的压粉体所具有的密度梯度非常不足的情况下，也可以同时使用上述原料填充量的控制。
另一方面，在本发明中，通过将压粉体压力成形为使其在上述规定的方向上变为低密度地具有密度梯度，并将压粉体放置成该规定的方向朝向烧结板的大致外周侧，通过压粉体的密度梯度产生的收缩率的不同引起的变形抵消上述因烧结板上的压粉体的朝向产生的收缩率的不同引起的变形，使烧结后的不重磨刀片高精度地为所希望的尺寸形状，但也可以与其配合，通过将上述压粉体成形为与烧结后的不重磨刀片的尺寸差在上述规定的方向上减小的尺寸形状，可进一步可靠地制造精度更高的不重磨刀片。
即，由于通过将压粉体的尺寸形状成形为与烧结后的不重磨刀片的尺寸差在规定的方向、即在放置在烧结板上的状态下朝向该烧结板的大致外周侧的方向上减小，朝向尺寸差大的压粉体的烧结板内周中心侧的部分处烧结引起的收缩率也增大，相反在朝向尺寸差小的烧结板的烧结板外周侧的部分处烧结引起的收缩率减小，所以即使在仅通过使压粉体具有密度梯度不能够充分抵消烧结变形的情况下，也能够更可靠地高精度制造所希望的尺寸形状的不重磨刀片。
而且，作为将这样形成的压粉体放置在烧结板上的一种方式，例如通过上述定向装置，将多个这样的压粉体在上述烧结板上放置成俯视时为放射状或者同心圆状。
其结果，在多个压粉体的每一个上，上述规定的方向可正确地定向成朝向烧结板的外周侧，能够进行高精度的烧结成形。但是，当要将多个压粉体放置成放射状或者同心圆状时，由于压粉体的形状、即烧结的不重磨刀片的形状，有可能在邻接放置的压粉体彼此之间形成大的间隙，能够放置在一片烧结板上的压粉体的数量减少。在这种情况下，作为其他的一种方式，例如还是通过上述定向装置，将多个上述压粉体在上述烧结板上放置成俯视时为格子状或者锯齿状，同时将这样放置的上述多个压粉体区分成俯视时从上述烧结板的内周中心侧向外周侧各自延伸的多个压粉体组，在相同的压粉体组内该压粉体的上述方向平行，压粉体的上述规定的方向排列成朝向烧结板的大致外周侧。
另外，在本发明的上述定向装置中，具有保持上述烧结板水平的烧结板保持部，以及保持上述压粉体并进行搬送、放置在上述烧结板上的搬送机构，在上述烧结板保持部上具备可旋转的旋转机构，将上述烧结板绕垂直的轴线以规定的旋转角进行定位，从而即使在例如上述那样将多个压粉体放置成其上述规定的方向朝向大致外周侧并成放射状或者同心圆状的情况下，若通过上述旋转机构使烧结板以规定的旋转角定位并旋转，则仅通过上述搬送机构不改变其朝向地使压粉体水平移动，即可以这种放射状或者同心圆状的排列图案定向压粉体。而且，即使在将多个上述的压粉体区分成由上述方向平行的压粉体构成的多个压粉体组，在上述烧结板上放置成俯视时为格子状或者锯齿状的情况下，还是通过上述搬送机构不改变其朝向地使压粉体平行移动，格子状或者锯齿状地形成第1组的压粉体组，然后通过上述旋转机构使烧结板旋转规定角度并定位，同样地形成第2组的压粉体组，通过仅重复这种操作压粉体组的次数，能够以由上述多个压粉体组构成的格子状或者锯齿状的排列图案定向压粉体。
图1为本发明的实施方式中使用的金属模具的俯视图。
图2为图1中所示的金属模具的侧剖视图。
图3为表示本发明第1实施方式中的压粉体和均匀地烧结了该压粉体的情况下的烧结后的不重磨刀片的尺寸形状的俯视图。
图4为表示本发明第1实施方式中压粉体向烧结板上排列的俯视图。而且，示于烧结板外侧上的部分为以箭头R表示各个压粉体上与烧结后的不重磨刀片的尺寸差S减小的方向的放大俯视图。
图5为表示本发明的实施方式中使用的压粉体的定向装置的示意图。
图6为表示本发明第2实施方式中压粉体向烧结板上排列的俯视图。而且，示于烧结板外侧上的部分为以箭头R表示构成压粉体组A～D的各个压粉体上与烧结后的不重磨刀片的尺寸差S减小的方向的放大俯视图。
图7为表示本发明第3实施方式中压粉体向烧结板上排列的俯视图。而且，示于烧结板外侧上的部分为以箭头R表示构成压粉体组A～D的各个压粉体上与烧结后的不重磨刀片的尺寸差S减小的方向的放大俯视图。
图8为表示本发明第4实施方式中压粉体向烧结板上排列的俯视图。而且，示于烧结板外侧的部分为以箭头R表示各个压粉体的密度变为低密度的方向的放大俯视图。
图9为表示本发明第4实施方式中压粉体和均匀地烧结了该压粉体的情况下的烧结后的不重磨刀片的尺寸形状的俯视图。
图10为表示本发明第5实施方式中压粉体向烧结板向烧结板上排列的俯视图。而且，示于烧结板外侧的部分为以箭头R表示构成压粉体组A～D的各个压粉体的密度变为低密度的方向的放大俯视图。
图11为表示本发明第6实施方式中压粉体向烧结板上排列的俯视图。而且，示于烧结板外侧的部分为以箭头R表示构成压粉体组A～D的各个压粉体的密度变为低密度的方向的放大俯视图。
图12为表示现有的制造方法中从压粉体到不重磨刀片的微小变形的放大俯视图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式加以说明。但是，本发明并不仅限于以下的各实施例，例如也可以将这些实施例的构成要素彼此适当组合。
图1和图2表示本实施方式中使用的金属模具1，在该金属模具1中，在上表面2为水平的金属模具主体3上形成开口于该上表面2上的模腔4，在该模腔4内设置下冲头5，而且在金属模具主体3的模腔4的正上方设置上冲头6，分别可相对于金属模具主体3上下移动。另一方面在金属模具主体3的上表面2上设置有原料供粉箱7，该原料供粉箱将从未图示的供应机构供应的超硬合金等不重磨刀片的原料粉末P填充到上述模腔4内，并且一边在该上表面2上接触滑动，一边朝向模腔4的开口部如图2中空心箭头所示那样往复运动，在该原料供粉箱7往复运动期间，上述原料粉末P被填充到模腔4内，然后，通过上下冲头5、6相对于金属模具主体3上下移动，压缩模腔4内填充的原料粉末P，压力成形出压粉体Q。
在本实施方式中，在原料供粉箱7往复运动，将原料粉末P填充到模腔4内之际，当该原料供粉箱7从图1和图2所示的状态相模腔4一侧(图1和图2中左侧)前进时，从上述供应机构供应的原料粉末P经由原料供粉箱7填充到上述模腔4内，在上述原料供粉箱7从模腔4上进一步后退，返回到图1和图2所示的状态时，与金属模具主体3的上表面2同面地将原料粉末P磨断，从而与模腔4的容积大致相等的规定量(体积)的原料粉末P填充到该模腔4内。
在发明的第1实施方式中，压力成形的压粉体Q如图3所示，成形为与烧结后的不重磨刀片的尺寸差S朝向图中符号R所示的规定方向减小的尺寸形状。因此，在本实施方式中，该方向R为上述那样烧结成大致正方形平板状的不重磨刀片T的上表面从俯视时为正方形的一边(图3中下侧的边)垂直地朝向与该一边对向的另一边(图3中上侧的边)的方向。因此，压粉体Q不是在各向同性同性地考虑烧结时的收缩率而将烧结后的不重磨刀片T在俯视时所成的正方形放大的俯视为正方形，而是成形为上述规定的方向R一侧的上述另一边比与其相反的上述一边短的俯视大致为等腰梯形的平板状。其中，由于上述那样因烧结板上的压粉体Q的朝向引起的收缩率的不同而烧结后的不重磨刀片T的变形非常微小，所以上述压粉体Q在俯视时所成的等腰梯形的两边的长度差也为了在图3中进行说明而画大，但实际上非常微小。
要压力成形俯视时呈等腰梯形的压粉体Q，将上述金属模具1的模腔4的俯视形状自身形成图3所示的等腰梯形即可。即，在第1实施方式中，朝向与原料供粉箱7进行的磨断方向相反的方向为上述规定的方向R，因此，模腔4形成在俯视时与该磨断方向相反方向一侧的一边比与其相反一侧的另一边短的等腰梯形。
通过将这样由金属模具1压力成形出的压粉体Q与上述上冲头6和下冲头5一起从模腔4相对地上拉，在金属模具主体3的上表面上拔出，然后放置在烧结板上，并收放在烧结炉中后进行加热、烧结，但此时当均匀对该压粉体Q进行了烧结，以不产生因在烧结板上的朝而引起的收缩率的不同时，所获得的不重磨刀片T由于该压粉体Q在整体上以均等的收缩率收缩而烧结成与该压粉体Q所成的等腰梯形平板相似的等腰梯形平板状，从而相对于在烧结后的不重磨刀片T上应赋予的所希望的尺寸形状、即俯视为正方形变形成如图3中虚线所示朝向上述规定的方向R，向收缩方向M的变形量N增大。其中，该变形量N为对压粉体Q进行了烧结时从压粉体Q到不重磨刀片T的收缩方向M、即该压粉体Q或不重磨刀片T的外周侧朝向中心的方向为正方向(+)，在图3的上述方向R一侧(图3中上侧)，各向同性、均匀地进行了烧结的不重磨刀片T(虚线部分)是以上述所希望的尺寸形状的不重磨刀片T(实线部分)为基准(0)，位于与其相比靠近收缩方向M一侧(内周中心侧)，所以变形量M为正，相反，在上述方向R的相反一侧(图3中下侧)，各向同性、均匀地进行了烧结的不重磨刀片T(虚线部分)与上述所希望的尺寸形状的不重磨刀片T(实线部分)相比位于收缩方向M的相反一侧(外周侧)，以所希望的尺寸形状的不重磨刀片T为基准的向收缩方向M的变形量N为负(-)，因此，向收缩方向M的变形量N朝向规定的方向R增大。另外，为了在对压粉体Q各向同性、并且均匀地进行烧结，整体上以均等的收缩率收缩，使压粉体Q在俯视时所成的上述等腰梯形的中心与烧结板的中心相一致，将该压粉体Q在烧结板上放置成压粉体Q的外周在整周上距烧结板的外周大致为均等距离，所有的边朝向烧结板外周侧进行烧结即可。
即，在放置在烧结板上时，该压粉体Q放置成上述方向R在俯视时朝向烧结板的大致外周侧。因此，在本实施方式中，多个上述压粉体Q…如图4所示在圆板状的烧结板8上定向成以烧结板8俯视时所成的圆形的中心O为中心的多个同心圆，相互不接触地离开适当的间隔，各同心圆上，在圆周方向上大致等间隔、并且在相对于上述中心O的径向上邻接的同心圆彼此之间也以大致等间隔放置。这样定向的压粉体Q…分别配设成在俯视时其上下表面所成的正方形的上述磨断方向一侧的一边朝向中心O，与通过该中心O的中心正交，因此，上述方向R沿着该直线朝向烧结板8的径向外周一侧。另外，在本实施方式中，也可以取代这样定向成同心圆状，而将这些多个压粉体Q…例如沿着通过在圆周方向上等间隔的多个上述中心O的直线配设，使其定向成俯视时成放射状，或者定向成同心圆并且放射状。
而且，为了将多个压粉体Q…放置在烧结板8上，在本实施方式中，如上所述，采用了使压力成形为与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S朝向规定的方向R减小的尺寸形状的压粉体Q定向成该方向R在俯视时朝向烧结板8的大致外周侧地放置的定向装置。
即，该定向装置如图5示意地所示，具备将压粉体Q从金属模具1一侧搬送到烧结板8上的搬送机构9，以及将上述烧结板8保持在水平的烧结板保持部10，该烧结板保持部10具有对被保持的上述烧结板8绕其中心O按规定的旋转角进行定位、并且可旋转的旋转机构，这种旋转机构例如由使烧结板保持部10绕上述中心O旋转的马达等旋转驱动机构，和将该旋转驱动机构控制成以烧结板保持部10预先输入的上述规定的旋转角定位、使其停止的计算机等控制机构构成。而且，上述搬送机构9例如由通过把持或者吸引等可装卸地保持压粉体Q的压粉体保持部11，和使该压粉体保持部11相对于烧结板8向水平方向(图5中X、Y方向)和垂直方向(图5中Z方向)移动的移动机构构成。
通过这种定向装置，在例如将多个压粉体Q…如上所述排列成同心圆状的情况下，在金属模具1上压力成形出的压粉体Q首先通过上述搬送机构9的压粉体保持部11保持，向垂直方向上拉，然后使其向水平方向移动，在搬送到烧结板8的上方之后，使其在垂直方向上下降，在排列有该压粉体Q的同心圆上，如上所述放置成上述方向R朝向烧结板8的外周侧，解除压粉体保持部11进行的保持。另外，在本实施方式中，该搬送机构9进行的压粉体Q的搬送是平行移动，即在该搬送期间上述方向R不会变化。而且，将压粉体Q放置在烧结板8上、并解除了保持的压粉体保持部11返回金属模具1一侧，把持下一个压粉体Q进行搬送，但其间烧结板8通过上述旋转机构绕中心O旋转规定角度，例如在先前搬送的上述压粉体Q从先前放置的位置来到在上述同心圆上隔开上述适当的间隔向圆周方向偏离的位置时被定位。因此，由于下一个压粉体Q通过上述搬送机构9以与先前的压粉体Q相同的搬送轨迹搬送，先前的压粉体Q以与上述方向R朝向外周侧相同的朝向放置在旋转前放置的位置上，所以通过顺序反复这种操作，将多个压粉体Q…分别以上述方向R朝向外周侧的状态放置在以上述中心O中心的相同的圆周上，进而通过在径向上距该圆离开间隔的同心圆上重复该操作，可如图4所示将多个上述压粉体Q…俯视时同心圆状地放置在烧结板8上。
这样，放置有压粉体Q…的烧结板8根据需要隔开适当间隔多级重叠地收放在烧结炉中，通过加热，上述压粉体Q被烧结而制造出不重磨刀片T。在这种情况下，在本实施方式的制造方法中，由于在如上所述各向同性、均匀地进行了烧结时，成形为相对于烧结后的不重磨刀片T上应赋予尺寸形状向收缩方向M的变形量N朝向规定的方向R变大的压粉体Q在俯视时该方向R朝向烧结板8的外周侧地放置在该烧结板8上进行烧结，所以在烧结时，俯视时随着朝向烧结板8的外周侧、即上述方向R一侧而产生从压粉体Q到不重磨刀片T的收缩减小的微小变形，而压粉体Q自身则相反地朝向该方向R向收缩方向M的变形量N增大地变形，烧结板8上的压粉体Q的朝向产生的收缩率的不同而引起的变形可通过该压粉体Q自身的变形而抵消。因此，根据具有上述构成的不重磨刀片的制造方法，可补偿放置在这种烧结板8上的压粉体Q的朝向产生的部分的微小的收缩率的不同而引起的变形，因此即使是不进行烧结后的磨削加工的烧结面状态的刀片，也能够获得G级程度的精度，能够以低成本高精度地制造所希望的尺寸形状的不重磨刀片T。
而且，在本实施方式中，这样各向同性、均匀地对压粉体Q进行了烧结时，为了相对于烧结后的不重磨刀片T上应赋予的尺寸形状，向收缩方向M的变形量N朝向规定的方向R增大地成形，使该压粉体Q成形为与上述烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S朝向该规定的方向R减小的尺寸形状。因此，若例如具备将压粉体Q压力成形为这种尺寸形状的金属模具1，则通过与现有的金属加压法相同的工序可成形出上述的压粉体Q，不需要在压力成形后的压粉体上实施后工序的特别的操作，通过上述构成的制造方法，可低成本地制造高精度的不重磨刀片T。当然，通过在压力成形后的压粉体上施加后加工而成形出上述的尺寸形状的压粉体Q也可以。
另外，在本实施方式中，在将这样压力成形出的压粉体Q放置在烧结板8上时，压粉体Q放置成俯视时成同心圆状或者放射状，配置在各同心圆上或者从烧结板8的中心O向径向延伸的直线上的压粉体Q各自的上述方向R正确地朝向烧结板8的外周侧，如图4所示，该方向排列成从烧结板8的俯视中心O放射状地向外周侧延伸。因此，根据本实施方式，通过这样将各压粉体Q…放置成其上述方向R正确地从烧结板8的内周中心O一侧朝向外周侧，因压粉体Q自身的朝向上述方向R的尺寸形状可进一步可靠地抵消上述的压粉体Q的烧结板8上的朝向而产生的收缩率的不同引起的变形，能够更高精度地制造所希望的尺寸形状的不重磨刀片T。而且，在本实施方式中，由于烧结板8为圆板状，所以为了将多个压粉体Q…放射状或者同心圆状地放置在烧结板8上，以该烧结板8所成的圆板的上述中心O为基准，设定从应排列压粉体Q…的该中心O放射状地延伸的直线或以该中心O为中心的同心圆即可，能够容易地决定压粉体Q…向烧结板8上的排列图案。
另外，在本实施方式的制造方法中，为了以这种的排列将压粉体Q放置在烧结板8上，采用使成形为朝向上述规定的方向R，与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S减小的尺寸形状的压粉体Q排列成该方向R在俯视时朝向烧结板8的大致外周侧地放置的定向装置(上述)，其结果，能够在圆周方向和径向上隔开适当间隔地将多个压粉体Q…定向成同心圆状或者放射状地放置。该定向装置具备将压粉体Q从金属模具1一侧搬送到烧结板8一侧的搬送机构9，和将烧结板8保持水平的烧结板保持部10，由于该烧结板保持部10具有将烧结板8绕其中心O按规定的旋转角定位、并可旋转的旋转机构，所以通过该旋转机构一边使烧结板8按规定角度旋转一边对其进行定位，顺序地放置压粉体Q，压粉体Q通过搬送机构9不改变上述方向R地仅在垂直、水平方向上移动，能够以更短的行程进行压粉体Q的保持、搬送、放置、和向金属模具1一侧归位。因此，在金属模具1上，即使上下冲头5、6或原料供粉箱7高速动作，逐个成形出压粉体Q，也可以与其同步地使定向装置动作，能够无损于压力成形速度地将压粉体Q迅速放置在烧结板8上，可促进高效率的不重磨刀片T的制造。
在上述定向装置中，也可以取代使烧结板8可绕其中心O旋转并以规定的旋转角定位，或者与其相配合地如图5中虚线所示，使保持压粉体Q的压粉体保持部11可绕垂直轴线旋转并以规定的旋转角定位，使上述方向R变化，同时搬送压粉体Q，顺序地放置在烧结板8上的规定位置上。而且，特别是在使压粉体Q旋转，放置在烧结板8上的情况下，可使该烧结板保持部10按照烧结板8向上述X方向和Y方向的至少一方水平移动，搬送机构9也可以是可使压粉体保持部11向X、Y方向中的任一方(在图5中为X方向)移动的结构。另外，也可以程序控制成例如将上述压粉体保持部设置在多关节机器人的臂上，使压粉体Q象上述那样定向，并放置在烧结板8上。
但是，虽然在第1实施方式中如上所述将多个压粉体Q…相对于圆板状的烧结板8放置成俯视时为放射状或同心圆状，但例如在该第1实施方式那样的制造大致正方形平板状的不重磨刀片T的情况等下，若采用这种排列，则由于压粉体Q也成为大致正方形平板状，所以如图4所示，在圆周方向上邻接的压粉体Q彼此之间的间隔随着朝向外周而逐渐增大，从而抑制了可放置在同一烧结板8上的压粉体Q…的数量，不能够将更多的压粉体Q…一次收放在烧结炉中进行烧结，有可能阻碍高效率的不重磨刀片T的制造。这种倾向不仅在第1实施方式那样的圆板状的烧结板8中存在，例如在将方形压粉体Q放置在烧结板8上进行烧结的情况下更加明显。而且，在采用上述的定向装置使压粉体Q在烧结板8上定向的情况下，当压粉体Q的排列为放射状或同心圆状时，必须在圆周方向上邻接的压粉体Q彼此之间以更小的旋转角转动烧结板8并进行定位，同时顺序地放置压粉体Q…，也存在使该定向装置的上述旋转机构中控制机构进行的旋转驱动机构的控制烦杂的可能性。
因此，在这种情况下，可以通过将多个压粉体Q…如图6所示的第2实施方式或图7所示的第3实施方式那样在烧结板8、12上放置成俯视时为格子状或者锯齿状，同时将所放置的多个压粉体Q…区分成俯视时从烧结板8、12的内周中心侧朝向外周侧分别延伸的多组(在第2、第3实施方式中均为4组)的压粉体组A～D，在同一压粉体组A～D内，通过使各压粉体Q的上述方向R平行，放置成该方向R朝向烧结板8、12的大致外周侧。另外，第2实施方式表示烧结板8为与第1实施方式相同的圆板状的情况，而且第3实施方式表示烧结板12为长方形平板状的情况。
其中，在第2实施方式中，如上所述将与第1实施方式同样地压力成形为大致正方形平板状的压粉体Q…在呈与第1实施方式相同的圆板状的烧结板8上放置成格子状，使其上表面所成的正方形的各边分别与该烧结板8所成的圆板的中心O上正交的一对直径线L、L平行，并且距这些直径线L、L等间隔。而且，通过放置在从由这些直径线L、L区分的各上述中心O向外周侧延伸的四个扇状部分上的压粉体Q…构成上述多个压粉体组A～D，在这些压粉体组A～D中各压粉体Q…的上述方向R相互平行，并且朝向烧结板8的大致外周侧。
而且，在该第2实施方式中，上述压粉体Q的与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S减小的方向R如第1实施方式所述，不是从压粉体Q的上表面的一边垂直地朝向相反一侧的另一边的方向，而是如图6中在烧结板8的外周侧对应于各压粉体组A～D的放大表示，从压粉体Q的上表面的一个角部沿着通过该角部的对角线朝向相反一侧的另一个角部的方向。因此，在该第2实施方式中的压粉体Q在俯视时上述方向R一侧的角部比正方形的直角的角部扁平为钝角，同时与其相反一侧的角部位锐角，并且形成为相对于连接这些角部的上述对角线对称的偏四边形。但是，即使该压粉体Q在俯视时为偏四边形，实际上也是很微小的。而且，在各压粉体组A～D中，在夹着上述扇状部分的一对直径线L、L的两等分线上，分别构成该压粉体组A～D的各压粉体Q…的该方向R也均是平行的。
另外，要用图1和图2所示的金属模具1成形出朝向上下表面的对角线方向其尺寸形状减小的压粉体Q，例如图1中点划线所示，将在金属模具主体3上形成的模腔4自身形成压力成形的压粉体Q俯视时的上述对角线沿着原料供粉箱7的往复运动的方向、并且该对角线上的一个角部为钝角，相反一侧的另一个角部位锐角，相对于该对角线对称的偏四边形，按各压粉体组A～D将压粉体Q在烧结板8上放置成沿着该对角线朝向上述一个角部的方向为规定的方向R，如上所述朝向烧结板8的大致外周侧即可。另外，在第2实施方式中，各压粉体组A～D之间的压粉体Q…的排列是以上述中心O为中心，按在圆周方向上邻接的直径线L、L所成的夹角(本实施方式中为90°)旋转对称，即在绕中心O以上述夹角转动烧结板8时，各压粉体组A～D中的压粉体Q…的排列和上述方向R一致。
而且，在图7所示的第3实施方式中，制造成烧结后大致正方形平板状的不重磨刀片的多个压粉体Q…在上述呈长方形平板状的烧结板12上放置成在该长短边上等间隔的格子状，使其俯视时该烧结后的不重磨刀片T的上表面所成的正方形的各边分别与烧结板12所成的长方形的长短边平行，这些压粉体Q…由烧结板12所成的上述长方形的一对对角线大致区分，构成俯视时从该烧结板12的内周中心侧朝向外周侧分别延伸的多组(在本实施方式中为4组)的大致等腰三角形的压粉体组A～D。但是，这些压粉体组的A～D的区分不是严格地沿着烧结板12所成的长方形的上述对角线，而是如图7所示与由大致的对角线区分的上述长方形的长短边为底边的等腰三角形相对应。而且，本实施方式中的压粉体Q成形为与第1实施方式同样的大致等腰梯形平板状，从俯视时为等腰梯形的长边的一边垂直地朝向与其相反一侧的短边的另一边的方向为上述规定的方向R，这种压粉体Q如图7中各烧结板12的外周侧上与各压粉体组A～D对应地放大表示的压粉体Q那样，在各压粉体组A～D中放置成各自的该方向R垂直于由该压粉体组A～D形成的等腰三角形的底边、即垂直于烧结板12所成的长方形的长短边地朝向该烧结板12的外周侧，并且相互平行。
这样构成的第2、第3实施方式中，压粉体Q为了不因其在烧结板8、12上的朝向而产生的收缩率的局部差异，在例如使其中心与烧结板8、12的中心O相一致地放置，或者各向同性且均匀地进行了烧结的情况下，收缩成维持该压粉体Q的俯视形状的相似形，所以在第2实施方式中成为相对于烧结后的不重磨刀片T上应赋予的尺寸形状的收缩方向M的变形量N朝向上述方向R一侧增大的偏四边形，在第3实施方式中也同样地呈等腰梯形平板状。而且，通过将这种形状的压粉体Q如上所述上述方向R朝向烧结板8、12的大致外周侧地与压粉体组A～D平行，格子状地放置在烧结板8、12上进行烧结，可消除因压粉体Q的烧结板8、12上的朝向产生的收缩率的不同引起的变形，可制造高精度的不重磨刀片T。
而且，在这些第2、第3实施方式中，由于多个压粉体Q成格子状地放置在烧结板8、12上，可防止邻接的压粉体Q之间过分地离开，可将该压粉体Q紧密地排列在烧结板8、12上，能够增加可放置在一片烧结板8、12上的压粉体Q的数量。其结果，通过一次将更多的压粉体Q收放在烧结炉中进行烧结，能够实现不重磨刀片T的制造效率提高。另外，在第2、第3实施方式中，虽然将压粉体Q排列成格子状、即俯视时多个压粉体Q…在纵横上均笔直地串联排列，但也可以是纵横上邻接的列彼此之间压粉体Q在该列的延伸方向上偏离地排列的所谓锯齿状。
另外，如第2、第3实施方式所示，在将多个压粉体Q…区分成上述方向R相互平行的多个压粉体组A～D，并格子状地放置在烧结板8、12上使其定向时，可使用在第1实施方式中使用的图5所示的本发明的定向装置。即，例如第2实施方式所示，在呈圆板状的烧结板8上格子状、并且上述方向R相互平行地放置多个压粉体Q…，形成从该烧结板8的中心向外周侧扇状地延伸的多组压粉体组A～D时，首先对烧结板8进行定位，通过搬送机构9从金属模具1一侧不使其上述方向R变化地顺序搬运，格子状地配置在烧结板8上由上述直径线L、L包围的部分，形成由上述方向R相互平行的多个压粉体Q构成的第1组压粉体组A，然后通过上述旋转机构使烧结板8绕上述中心O旋转规定角度(在第2实施方式中为90°)，进行定位，并且通过同样的顺序搬送压粉体Q并放置成格子状，形成第2组压粉体组B，以下重复这种操作，形成第3、第4组压粉体组C、D。在此，在该第2实施方式的情况下，由于如上所述各压粉体组A～D中压粉体Q的排列是绕中心O以90°旋转对称，所以在形成各压粉体组A～D时可由同样的排列图案放置压粉体Q。而且，在第3实施方式中，压粉体组A、C和压粉体组B、D其排列图案不同，但也可以与第2实施方式的情况同样地使长方形平板状的烧结板12绕该长方形的对角线交叉的中心旋转规定角度(在第3实施方式中也为90°)并进行定位，同时将各压粉体Q…格子状地放置成上述方向R平行，顺序形成压粉体组A～D。
以下，对在由上述的金属模具加压法压力成形压粉体之际，通过在压粉体上仅赋予密度梯度，将这样成形出的压粉体放置在烧结板上进行烧结，制造大致正方形平板状的负不重磨刀片T时本发明的第4～第6实施方式加以说明。另外，在这些实施方式中，分别在与上述第1～第3实施方式同样的烧结板8、12上以同样的方向R和排列图案放置压粉体Q，同样地制造大致正方形平板状的不重磨刀片T，与第1～第3实施方式相同的部分采用相同的附图标记，简化其说明。
采用图1和图2所示的金属模具1，在磨断填充到该模腔4内的原料粉末P时，在原料供粉箱7后退、其磨断方向(图1和图2中右侧方向)一侧上，因原料粉末P的特性或原料填充条件等原料粉末P之间或者原料供粉箱7和原料粉末P之间的摩擦力等，模腔4的开口部附近的原料粉末P被拉偏，从而模腔4内的原料粉末P的上述磨断方向一侧的密度比该磨断方向相反一侧的密度稍大，即在朝向与该磨断方向相反的方向上产生原料粉末P的密度变为低密度的密度梯度，密度分布将不均匀。
而且，虽然如上所述以往为了不产生这种密度分布的不均匀而采取了对策，但在第4～第6本实施方式中，通过使上下冲头5、6相互接近地上下移动，将具有这种密度梯度的模腔4内的原料粉末P原封不动地在模腔4内压缩，从而压力成形出朝向上述规定方向R变为低密度的上述压粉体Q。因此，在本实施方式中，朝向与上述磨断方向相反的方向为该规定的方向R。
另外，在本实施方式中，由于如上所述原料供粉箱7的往复运动方向为与模腔4构成的上述正方形的相互对向的两边平行，所以在上述压粉体Q的上述方向R也与和该两边对应的该压粉体Q的上下表面构成的正方形的两边平行，并且是从其余的两边中上述磨断方向一侧的一边朝向与其相反一侧的一边的方向。而且，在取代使朝向与原料粉末P的磨断方向相反的方向为上述规定的方向R，或者与其相配合地在上述原料供粉箱7在模腔4的开口部上移动之际，通过使下冲头5上下移动，将原料粉末P从原料供粉箱7供应、填充到模腔4内，朝向上述规定的方向R控制原料粉末P向模腔4的填充量(原料填充量)自身，将压粉体Q压力成形为朝向该规定的方向R原料粉末P变为低密度。即，例如在上述原料供粉箱7在金属模具主体3的上表面2上沿着上述磨断方向后退之际，由于若与其联动地使下冲头5相对于金属模具主体3逐渐下降，则控制成朝向该磨断方向、原料粉末P的填充深度逐渐加深，朝向与磨断方向相反方向的上述规定的方向R、原料填充量逐渐减少，所以通过原封不动地对其进行压力成形，能够获得朝向规定的方向R变为低密度的压粉体Q。
通过将这样由金属模具1压力成形出的压粉体Q与上述上冲头6和下冲头5一起从模腔4相对地上拉，在金属模具主体3的上表面2上拔出，然后放置在烧结板上，并收放在烧结炉中后进行加热、烧结，但在第4实施方式中，与第1实施方式相同，压粉体Q如图8所示，使上述方向R朝向俯视时烧结板的外周侧，并朝向烧结板8的外周侧同心圆状地放置在烧结板8上，同时相互不接触地隔开适当的间隔，在各同心圆上，在圆周方向上等间隔、并且在相对于上述中心O的方向上邻接的同心圆彼此之间也大致等间隔地放置。这样定向的压粉体Q…分别配设成俯视时其上下表面所成的中心的上述磨断方向一侧的一边朝向中心O一侧，并与通过该中心O的直线正交，因此，上述方向R沿着该直线朝向烧结板8的径向外周侧。另外，在本实施方式中，也可以取代这样同心圆状地定向，而将这些多个压粉体Q…沿着例如在圆周方向上等间隔的多个通过上述中心O的直线配设，使其定向成俯视时成放射状，或者使其定向成同心圆并且为放射状。另外，在以后的图(图8～图10)中，示于烧结板外侧的压粉体Q中点的密度表示压粉体Q中原料的密度。点的密度越密，压粉体Q中的原料的密度越大。
而且，为了将多个压粉体Q…放置在烧结板8上，在本实施方式中也采用了上述图5所示的本发明的定向装置。即，通过采用该定向装置，可将朝向规定的方向R原料粉末P变为低密度地压力成形出的多个压粉体Q…在烧结板8上同心圆状地放置成俯视时各规定方向R朝向烧结板8的大致外周侧。
这样放置有压粉体Q…的烧结板8根据需要隔开适当间隔多级重叠地收放在烧结炉中，通过加热烧结出上述压粉体Q，成形为不重磨刀片T。此时，在上述制造方法中，具有密度梯度地压力成形为各压粉体Q朝向规定的方向R原料粉末P变为低密度，并且如图8所示，在烧结板8上放置成该方向R在俯视时朝向烧结板8的外周侧。
烧结时，在本实施方式中，由于压粉体Q自身的上述密度梯度，如图9所示，产生俯视时随着朝向烧结板8的外周侧、即上述方向R一侧从压粉体Q到不重磨刀片T的收缩增大的微小变形(图9中虚线所示朝向上述规定的方向R，向收缩方向M的变形例N增大地变形)，但由于与此相反，朝向烧结板8的内周中心侧、即上述方向R的相反一侧收缩减小，所以可通过因该压粉体Q自身的密度梯度产生的伸缩性的不同引起的变形抵消烧结板8上因压粉体Q的朝向产生的收缩率的不同引起的变形。因此，根据上述构成的不重磨刀片T的制造方法，能够补偿因放置在烧结板8上的压粉体Q的朝向产生的局部的微小收缩率的不同而引起的变形，从而即使是不实施烧结后的磨削加工的烧结面的刀片也可获得G级左右的精度，能够以低成本高精度地制造所希望的尺寸形状的不重磨刀片T。另外，上述的因烧结板上的压粉体Q自身的密度梯度产生的收缩率的不同引起的烧结后的不重磨刀片T的变形(图中虚线所示的部分)在图9中为了说明而画得较大，但实际上非常小。
在本实施方式中，为了将压粉体Q压力成形为朝向烧结板8的外周侧的朝向上述方向R变为低密度，在通过金属模具加压法成形该压粉体Q时，将不重磨刀片T的原料粉末P从原料供粉箱7填充到在金属模具1的上表面2上开口地形成的模腔4中，同时通过该原料供粉箱7磨断填充的原料粉末P，将朝向与该磨断方向相反的方向作为上述规定的方向R，压力成形出压粉体Q。但是，如上所述，在磨断这样填充到模腔4中的原料粉末P时，模腔4开口部附近的原料粉末P向该磨断方向拉偏，成为密度大的状态，相反，由于在与其相反一侧原料粉末P成为相对低密度，所以通过将朝向与该磨断方向相反的方向作为上述规定的方向R，将压粉体Q放置在烧结板8上进行烧结，在压粉体Q上赋予密度梯度不需要特别的操作，通过上述构成的制造方法可低成本地制造高精度的不重磨刀片T。另一方面，也可以代之于此，或者与其配合，在如上所述控制原料粉末P向模腔4内的填充量，在压粉体Q上赋予密度梯度的情况下，即使在因原料粉末P的特性或填充条件等仅通过磨断将产生压粉体Q的密度梯度不足的情况下，也可以可靠地以规定的密度梯度将压粉体Q压力成形为在上述规定的方向R上变为低密度。
而且，在本实施方式中，即使在将这样压力成形出的压粉体Q放置在烧结板8上之际，朝向上述方向R为低密度的多个压粉体Q…放置成俯视时成同心圆状或放射状，配设在各同心圆上或者从烧结板8的中心O沿径向放射状延伸的直线上的压粉体Q排列成各自的上述方向R正确地朝向烧结板8的外周侧，并且该方向R从烧结板8的俯视的中心O放射状地向外周侧延伸。因此，根据本实施方式，通过这样将各压粉体Q…放置成其上述方向R正确地从烧结板8的内周中心O一侧朝向外周侧，可根据压粉体Q的密度梯度产生的收缩率的不同进一步可靠地抵消因上述压粉体Q的烧结板8上的朝向产生的收缩率的不同引起的变形，能够制造精度更高的不重磨刀片T。而且，在本实施方式中，由于烧结板8制成圆板状，所以要将多个压粉体Q…放射状或者同心圆状地放置在烧结板8上，以该烧结板8所成的圆板的上述中心O为基准，设定应排列压粉体Q的从该中心O放射状延伸的直线或以该中心O为中心的同心圆即可，可容易地决定压粉体Q…向烧结板8上的排列图案。
另外，在本实施方式中，为了以这种排列将压粉体Q放置在烧结板8上，采用使压力成形为在上述规定的方向R上为低密度的压粉体Q定向成该方向R在俯视时朝向烧结板8的大致外周侧的定向装置，能够在圆周方向和径向上隔开适当间隔地将多个压粉体Q…定向并放置成同心圆状或放射状。而且，特别是在本实施方式中，由于该定向装置具有将压粉体Q从金属模具1一侧搬送到烧结板8一侧的搬送机构9，和将烧结板8保持水平的烧结板保持部10，该烧结板保持部10具有对烧结板8绕其中心O按规定的旋转角定位并可旋转的旋转机构，所以通过该旋转机构以规定角度转动烧结板8并进行定位，同时顺序地放置压粉体Q，压粉体Q通过搬送机构9不改变上述方向R地仅在垂直、水平方向上平行移动，能够以短的行程进行压粉体Q的保持、搬送、放置和向金属模具1一侧的归位。因此，在金属模具1上，即使上下冲头5、6或原料供粉箱7高速动作，压粉体Q一个一个地成形，也能够与其同步地使定向装置动作，无损于压力成形速度地快速将压粉体Q放置在烧结板8上，能够促进高效率的不重磨刀片T的制造。
另外，即使在上述定向装置中，也可以取代使烧结板8能够绕其中心O旋转并且以规定的旋转角定位，或者与其配合，如图5中虚线所示的箭头那样，使保持压粉体Q的压粉体保持部11可绕垂直轴线旋转并且以规定的角度定位，使上述方向R改变，同时搬送压粉体Q，顺序地放置在烧结板上规定的位置上。而且，特别是在这样使压粉体Q旋转并放置在烧结板8上的情况下，可使该烧结板保持部10按烧结板8在上述X方向和Y方向的至少一方(在图5中X方向)上移动，搬送机构9可以是可使压粉体保持部11向X、Y方向中的任一个方向(图5中为X方向)移动的机构。另外，也可以程序控制成例如将上述压粉体保持部设置在多关节机器人的臂上，使压粉体Q象上述那样定向，并放置在烧结板8上。
但是，在本实施方式中，虽然如上所述将多个压粉体Q…相对于圆板状的烧结板8放置成俯视时为放射状或同心圆状，但也可以和上述第2、第3实施方式同样地，将多个压粉体Q如图10所示的第5实施方式或图11所示的第6实施方式那样在烧结板8、12上放置成俯视时为格子状或者锯齿状，同时将所放置的多个压粉体Q…区分成俯视时从烧结板8、12的内周中心侧朝向外周侧分别延伸的多组(在第5、第6实施方式中均为4组)的压粉体组A～D，在同一压粉体组A～D内，通过使各压粉体Q的上述方向R平行，放置成各压粉体Q的变为低密度的该方向R朝向烧结板8、12的大致外周侧。
其中，在第5实施方式中，如上所述将与第4实施方式同样地压力成形为大致正方形平板状的压粉体Q…在呈与第4实施方式相同的圆板状的烧结板8上放置成格子状，使其上下表面所成的正方形的各边分别与该烧结板8所成的圆板的中心O正交的一对直径线L、L平行，并且距这些直径线L、L等间隔。而且，通过放置在由这些直径线L、L区分的从各上述中心O向外周侧延伸的四个扇状部分上的压粉体Q…构成上述多个压粉体组A～D，在这些压粉体组A～D中各压粉体Q…的上述方向R相互平行，并且朝向烧结板8的大致外周侧。
而且，在该第5实施方式中，各压粉体Q变为低密度的上述方向R如第4实施方式所述，不是从压粉体Q的上下表面所成的正方形的一边垂直地朝向相反一侧的另一边的方向，而是如图10中在烧结板8的外周侧对应于各压粉体组A～D的放大表示的压粉体Q那样，从该正方形的一个角部沿着通过该角部的对角线朝向相反一侧的另一个角部的方向，在各压粉体组A～D中，在夹着上述扇状部分的一对直径线L、L的两等分线上，分别构成该压粉体组A～D的各压粉体Q…的上述方向R均是平行的。另外，要用图1和图2所示的金属模具1成形出在上下表面所成的正方形的对角线的方向R上具有密度梯度的压粉体Q，例如图1中点划线所示，将在金属模具主体3上形成的模腔4自身形成压力成形的压粉体Q俯视时的上述对角线沿着原料供粉箱7的磨断方向，沿着该对角线朝向上述磨断方向的相反一侧的方向为规定的方向R，也可以取代之，或与其配合，朝向规定的方向R，控制原料粉末P向模腔4内的填充量，或者使该规定的方向R如上所述朝向烧结板8的大致外周侧地按各压粉体组A～D将压粉体Q放置在烧结板8上即可。另外，在本实施方式中，各压粉体组A～D之间的压粉体Q…的排列是以上述中心O为中心，按在圆周方向上邻接的直径线L、L所成的夹角(本实施方式中为90°)旋转对称。即在绕中心O以上述夹角转动烧结板8时，各压粉体组A～D中的压粉体Q…的排列和上述方向R一致。
而且，在图11所示的第6实施方式中，呈正方形平板状的多个压粉体Q…在上述呈长方形平板状的烧结板12上放置成在该长短边上等间隔的格子状，使其俯视时其上下表面所成的正方形的各边分别与烧结板12所成的长方形的长短边平行，这些压粉体Q…由烧结板12所成的上述长方形的一对对角线大致区分，构成俯视时从该烧结板12的内周中心侧朝向外周侧分别延伸的多组(在本实施方式中为4组)的大致等腰三角形的压粉体组A～D。但是，这些压粉体组的A～D的区分不是严格地沿着烧结板12所成的长方形的上述对角线，而是如图11所示与由大致的对角线区分的上述长方形的长短边为底边的等腰三角形相对应。而且，本实施方式中的压粉体Q成形为与第4实施方式同样地其上下表面从在俯视时所成的正方形的一边与其垂直地朝向与该一边相对的相反一侧的短边的一边的方向为上述规定的方向R，在该方向R上具有变为低密度的密度梯度，这种压粉体Q如图11中烧结板12的外周侧上与各压粉体组A～D对应地放大表示的压粉体Q那样，在各压粉体组A～D中放置成各自的该方向R垂直于由该压粉体组A～D形成的等腰三角形的底边、即垂直于烧结板12所成的长方形的长短边地朝向该烧结板12的外周侧，并且相互平行。
因此，通过这样使其密度变为低密度的上述规定的方向R朝向大致外周侧地将放置有压粉体Q的烧结板8、12收放在烧结炉中对该压粉体Q进行烧结，即使在第5、第6实施方式中，也可以通过压粉体Q的密度梯度产生的收缩率的不同抵消因压粉体Q在烧结板8、12上的朝向产生的收缩率的不同引起的变形，可制造高精度的不重磨刀片T。而且，在这些第5、第6实施方式中，由于多个压粉体Q成格子状地放置在烧结板8、12上，可防止邻接的压粉体Q之间过分地离开，可将该压粉体Q紧密地排列在烧结板8、12上，即能够增加可放置在一片烧结板8、12上的压粉体Q的数量，通过一次将更多的压粉体Q收放在烧结炉中进行烧结，能够实现不重磨刀片T的制造效率提高。另外，在第5、第6实施方式中，虽然将压粉体Q排列成格子状、即俯视时多个压粉体Q…在纵横上均笔直地串联排列，但也可以是纵横上邻接的列彼此之间压粉体Q在该列的延伸方向上偏离地排列的所谓锯齿状。
另外，与上述第2、第3实施方式同样地，即使在第5、第6实施方式中，可使用图5所示的本发明的定向装置。即，例如第5实施方式所示，在呈圆板状的烧结板8上格子状、并且上述方向R相互平行地放置多个压粉体Q…，形成从该烧结板8的中心O向外周侧扇状地延伸的多组压粉体组A～D时，首先对烧结板8进行定位，通过搬送机构9从金属模具1一侧不使其上述方向R变化地顺序搬运，格子状的配置在烧结板8上由上述直径线L、L包围的部分，形成上述方向R相互平行的多个压粉体Q构成的第1组压粉体组A，然后通过上述旋转机构使烧结板8绕上述中心O旋转规定角度(在第5实施方式中为90°)，进行定位，并且通过同样地顺序搬送压粉体Q并放置成格子状，同样地形成第2组压粉体组B，以下重复这种操作，形成第3、第4组压粉体组C、D。在此，在该第5实施方式的情况下，由于如上所述各压粉体组A～D中压粉体Q的排列是绕中心O以90°的旋转对称，所以在形成各压粉体组A～D时可由同样的排列图案放置压粉体Q。而且，在第6实施方式中，压粉体组A、C和压粉体组B、D其排列图案不同，但也可以与第5实施方式的情况同样地使长方形平板状的烧结板12绕该长方形的对角线交叉的中心旋转规定角度(在第6实施方式中也为90°)并进行定位，同时分别将各压粉体Q…格子状地放置成上述方向R平行，顺序形成压粉体组A～D。
但是，在上述第4～第6实施方式中，将压粉体Q成形为在上述规定的方向R上变为低密度，通过配置成该方向R朝向烧结板8、12的外周侧，抵消了因压粉体Q的朝向产生的收缩率的不同而引起的烧结时的微小变形，制造出所希望的尺寸形状的不重磨刀片T，因此，压粉体Q形成相对于制造的不重磨刀片T为相似形，但除了这种方法之外，通过将压粉体成形为预估了上述压粉体的朝向产生的烧结时的微小变形量的尺寸形状，也可以制造所希望的尺寸形状的不重磨刀片T。即，即使在压粉体朝向烧结板外周侧的部分，收缩率比朝向内周中心侧的部分小，预先考虑该收缩率的差，将压粉体相对于烧结后的不重磨刀片T的尺寸形状的尺寸形状成形为非相似形，使其尺寸差在收缩率大的朝向烧结板的内周中心侧的部分大，相反朝向收缩率小的外周侧的部分小，能够在烧结后高精度地获得所希望的尺寸形状的不重磨刀片T。
因此，例如在上述第4～第6实施方式中，在仅将压粉体Q成形为在上述方向R上变为低密度而不能够充分地抵消烧结后的不重磨刀片T的上述微小变形的情况等下，也可以进一步与上述第1～第3实施方式同样地，将压粉体Q成形为与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差在上述规定的方向R上减小的尺寸形状，将压粉体Q放置成该方向R在俯视时朝向烧结板8、12的大致外周侧。
即，在这种情况下，例如，压粉体Q压力成形为图3所示的其方向R一侧的一边制成比与其相反一侧的一边短的俯视时为大致等腰梯形，同时朝向该方向R变为低密度，另外，如图4所示，多个这种压粉体Q配置成上述方向R朝向各个呈圆板状的烧结板的外周侧的同心圆状。或者如图6所示，成形为俯视时在从一个角部沿着通过该角部的对角线朝向相反一侧的角部的方向上变为低密度，同时为朝向该方向R，俯视时与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S减小的尺寸形状，另外，在圆板状的烧结板8上放置成格子状，而且由从该烧结板的内周中心侧向外周侧延伸的多个压粉体组A～D区分，在各压粉体组A～D内，上述方向R相互平行并且朝向烧结板8的外周侧。或者将压粉体Q成形为图3所示那样，其方向R一侧的一边比相反一侧的一边短的俯视大致为等腰梯形，同时朝向该方向R变为低密度，另外，如图7所示，将多个这种压粉体Q…格子状地排列放置在呈长方形平板状的烧结板12上。另外，即使在成形这种俯视为等腰梯形或俯视为偏四边形的压粉体Q的情况下，与该形状相匹配地形成金属模具1的模腔4的形状，使该形状的朝向上述方向R的相反一侧的方向为原料供粉箱7进行的磨断方向，或者朝向成为该规定方向R控制原料粉末P向模腔4内的填充量即可。
在压粉体Q制成在朝向烧结板8、12的大致外周侧的方向R上为低密度，同时与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S减小的实施方式中，可通过如上所述在压粉体Q上赋予的密度梯度补偿因该压粉体Q在烧结板上的朝向产生的收缩率的不同而引起的微小变形，同时压粉体Q自身的尺寸形状也可以通过预估的这种微小变形而补偿。即，由于压粉体Q是相对于烧结后的不重磨刀片T的形状预先变形成在收缩率减小的压粉体Q的朝向烧结板8、12外周侧的部分，与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差S减小，另一方面，收缩率大的压粉体Q的朝向烧结板8、12内周中心侧的部分，尺寸差S也大地成形的，所以抵消了因上述压粉体Q在烧结板8、12上的朝向产生的收缩率的不同而引起的微小变形，可高精度地制造烧结后成为所希望的尺寸形状的不重磨刀片T。因此，根据这些实施方式，在例如仅通过在压粉体Q上赋予密度梯度并不能够将因上述收缩率的不同而产生的微小变形抵消到必需的精度的情况下，也可以对其进行补偿，即使是烧结面也能够可靠地获得高精度的不重磨刀片T。
另外，虽然本发明的目的在于即使是烧结面也能够制造高精度的不重磨刀片T，但即使在这样烧结后的不重磨刀片T上实施外周磨削加工等的情况下，由于磨削加工前的不重磨刀片T为高精度，自然能够实现其精度的提高。而且，即使在不重磨刀片T的表面上实施各种覆膜处理的情况下，也同样地能够高精度地维持覆膜后的不重磨刀片T的尺寸形状。另一方面，在上述实施方式中均对上述那样制造大致正方形平板状的不重磨刀片T的情况进行了说明，但即使是在大致三角形或大致菱形平板状，或者具有除此之外的形状的不重磨刀片的制造中也可适用本发明。另外，在上述实施方式中，对制造以WC(碳化钨)为主要成分的超硬合金制的不重磨刀片T的情况进行了说明，但本发明也可以适用于除此之外的金属陶瓷或陶瓷等粉末冶金法形成的各种材质的不重磨刀片的制造。
实施例以下，列举本发明的具体实施例，证实本发明的效果。
在本实施例中，首先，基于上述第1实施方式，在直径为400mm的圆板状烧结板8上，将烧结成相当于JIS B 4120-1998中SEMT13T3的尺寸形状的正方形平板状的不重磨刀片T的、ISO使用分类号为P30的超硬合金原料粉末P压力成形为等腰梯形平板状、与烧结后的不重磨刀片T的尺寸差减小的多个压粉体Q放置成图4所示那样该方向R朝向烧结板8的外周侧的同心圆状，收放在烧结炉中进行了烧结。将其作为实施例1。而且，为了比较，将应烧结成与实施例1相同的尺寸形状的由相同的原料粉末P构成的压粉体Q压力成形为正方形平板状，使其在相同的直径为400mm的圆板状烧结板上为与图6所示相同的格子状，但不使烧结板8旋转，从同一方向放置多个，收放在烧结炉中，以与实施例1相同的条件进行了烧结，将其作为比较例1。
另外，作为实施例2，基于上述第3实施方式，在30mm×400mm的长方形平板状的烧结板12上，将应烧结成与实施例1同样的正方形平板状的不重磨刀片T的ISO使用分类号为P30的金属陶瓷的原料粉末P压力成形为等腰梯形平板状的多个压粉体Q放置成形成图7所示那样其上述方向R相互平行、并且朝向烧结板12的大致外周侧地区分的多个压粉体组A～D，并进行了烧结。而且，作为相对于此的比较例2，将ISO使用分类号为P30的金属陶瓷的原料粉末P压力成形为与比较例1相同的正方形平板状的多个压粉体Q不使该烧结板12旋转地从一个方向放置在与实施例2相同的烧结板12上，并进行了烧结。
这样，对由实施例1、2和比较例1、2制造的烧结后的烧结面状态不重磨刀片T，在将其上述微小变形的大小作为该不重磨刀片T的上表面所成的正方形的相互对向的两边的长度差(在图12中为a-b)的最大值进行了测定，在将压粉体Q成形为正方形平板状的比较例1、2中，变形量的上述最大值分别为0.075mm、0.086mm，只获得了M级的精度，而在方向R朝向外周侧同心圆状地放置了压粉体Q的实施例1中为0.020mm，能够获得上述的G级精度，而且在方向R朝向大致外周侧地放置的实施例2中也可获得0.033mm的精度。
而且，基于上述第4和第5实施方式，在直径为400mm的圆板状烧结板8上，将烧结成相当于JIS B 4120-1998中SEMT13T3的尺寸形状的不重磨刀片T的、ISO使用分类号为P30的超硬合金原料粉末P压力成形为正方形平板状、分别朝向上述方向R为低密度的多个压粉体Q分别放置成图8所示那样该方向R朝向烧结板8的外周侧的同心圆状，或者图10所示那样为格子状、形成该方向R相互平行、并且朝向烧结板8的大致外周侧地区分的多个压粉体组A～D，收放在烧结炉中进行了烧结。
将其分别作为实施例3、4。而且，为了进行比较，将应烧结成由与实施例3、4相同的尺寸形状的由相同的原料粉末P构成的压粉体Q压力成形为正方形平板状，使其在相同的直径为400mm的圆板状烧结板上为与图10所示相同的格子状，但不使烧结板8旋转地从同一方向放置多个，收放在烧结炉中，以与实施例3、4相同的条件进行了烧结，将其作为比较例3。
这样，对于由实施例3、4和比较例3制造的烧结后的烧结面状态的不重磨刀片T，在将其上述微小变形的大小作为该不重磨刀片T的上表面所成的正方形的相互对向的两边的长度差(在图12中为a-b)的最大值进行了测定，在比较例3中，变形量的上述最大值为0.075mm，只获得了M级的精度，而在方向R朝向外周侧同心圆状地放置了压粉体Q的实施例3中为0.018mm，在方向R朝向大致外周侧地放置的实施例4中也为0.025mm，获得了上述的G级精度。
权利要求
1.一种不重磨刀片的制造方法，将对不重磨刀片的原料粉末进行了压力成形的压粉体放置在烧结板上进行烧结，将上述压粉体成形为在各向同性、均匀地进行了烧结时，相对于烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向规定的方向增大，并在该烧结板上放置成该规定的方向在俯视时朝向上述烧结板的大致外周侧。
2.如权利要求1所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，通过将上述压粉体成形为与烧结后的不重磨刀片的尺寸差朝向上述规定的方向减小的尺寸形状，在各向同性、均匀地进行了烧结时，相对于烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向该规定的方向增大。
3.如权利要求1所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，将上述压粉体成形为朝向规定的方向、上述原料粉末变为低密度，在各向同性、均匀地进行了烧结时，相对于烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向规定的方向增大。
4.如权利要求3所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，在将上述原料粉末填充到在金属模具内形成的模腔中，对上述压粉体进行压力成形时，朝向压力成形后的压粉体的上述规定的方向控制该原料粉末向上述模腔中的原料填充量。
5.如权利要求4所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，将下冲头设置成可在开口于上述金属模具的上表面上地形成的上述模腔内相对地上下移动，同时在上述金属模具的上表面上设置可沿着该上表面移动的原料供粉箱，在该原料供粉箱在上述模腔的开口部上移动时，使上述下冲头上下移动，将上述原料粉末从上述原料供粉箱供应并填充到该模腔内，朝向上述规定的方向控制上述原料填充量。
6.如权利要求3至5中任一项所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，将上述原料粉末填充到开口于金属模具的上表面上地在该金属模具内形成的模腔中，同时磨断所填充的原料粉末的上部，将与该磨断的方向相反的方向作为上述规定的方向，对上述压粉体进行压力成形。
7.如权利要求3至5中任一项所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，将上述压粉体成形为与烧结后的不重磨刀片的尺寸差在上述规定的方向上减小的尺寸形状。
8.如权利要求1至5中任一项所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，将多个上述的压粉体在上述烧结板上放置成俯视时为放射状或者同心圆状。
9.如权利要求1至5中任一项所述的不重磨刀片的制造方法，其特征是，将多个上述的压粉体在上述烧结板上放置成俯视时为格子状或者锯齿状，同时将这样放置的上述多个压粉体区分成俯视时从上述烧结板的内周中心侧朝向外周侧分别延伸的多个压粉体组，在相同的压粉体组内，使各压粉体的上述方向平行。
10.一种压粉体的定向装置，使对不重磨刀片的原料粉末进行了压力成形的压粉体定向并放置在烧结板上，其特征是，将该压粉体在该烧结板上放置成压力成形后的压粉体上规定的方向在俯视时朝向上述烧结板的大致外周侧。
11.如权利要求10所述的压粉体的定向装置，其特征是，将多个上述的压粉体在上述烧结板上放置成俯视时为放射状或者同心圆状。
12.如权利要求10所述的压粉体的定向装置，其特征是，将多个上述的压粉体在上述烧结板上放置成俯视时为格子状或者锯齿状，同时将这样放置的上述多个压粉体区分成俯视时从上述烧结板的内周中心侧朝向外周侧分别延伸的多个压粉体组，在相同的压粉体组内，使各压粉体的上述方向平行。
13.如权利要求10至12中任一项所述的压粉体的定向装置，其特征是，具有将上述烧结板保持水平的烧结板保持部，以及保持上述压粉体、搬送并放置在上述烧结板上的搬送机构，在上述烧结板保持部上具备可旋转的旋转机构，将上述烧结板绕垂直的轴线以规定的旋转角进行定位。
全文摘要
本发明为一种不重磨刀片的制造方法，将对不重磨刀片的原料粉末进行了压力成形的压粉体(Q)放置在烧结板(8)上进行烧结，将压粉体(Q)成形为在各向同性、均匀地进行了烧结时，相对于烧结后的不重磨刀片上应赋予的尺寸形状向收缩方向的变形量朝向规定的方向(R)增大，并在放置成该方向(R)在俯视时朝向烧结板(8)的大致外周侧。根据本发明，可获得烧结成形精度高的不重磨刀片。
文档编号B22F3/00GK1541792SQ200410031260
公开日2004年11月3日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年3月28日
发明者冈田义一, 成田彻, 藤泽真介, 介 申请人:三菱综合材料株式会社