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JPS6115122B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6115122B2
JPS6115122B2 JP7716478A JP7716478A JPS6115122B2 JP S6115122 B2 JPS6115122 B2 JP S6115122B2 JP 7716478 A JP7716478 A JP 7716478A JP 7716478 A JP7716478 A JP 7716478A JP S6115122 B2 JPS6115122 B2 JP S6115122B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
contact
cavity
punch
relay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP7716478A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS554541A (en
Inventor
Teiichiro Nakamura
Ko Sato
Hitoshi Kazama
Keiichi Myagi
Hiroshi Wakai
Heiji Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Metal Corp filed Critical Mitsubishi Metal Corp
Priority to JP7716478A priority Critical patent/JPS554541A/ja
Publication of JPS554541A publication Critical patent/JPS554541A/ja
Publication of JPS6115122B2 publication Critical patent/JPS6115122B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30Feeding material to presses
    • B30B15/302Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/005Control arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末を圧縮成形して所定の形状の圧粉
体を得る工程におけるキヤビテイー内への粉末の
充填重量を自動的に制御する方法に関するもので
ある。
粉末冶金製品を製造するには、焼結作業を行な
う前に粉末を圧縮成形して圧粉体を製造すること
が行なわれるが、広く知られている自動成形プレ
スによる粉末の成形は、プレスと連動して動作す
るシユーボツクス等によりダイトと下パンチとで
形成されるキヤビテイー(押型)内に粉末を充填
し、この充填された粉末をラムに取り付けられた
上パンチで加圧圧縮して所望の圧粉体(成形体)
を得るものである。この場合、圧粉密度および寸
法、特に圧縮方向の寸法を均一にして同一形状の
圧粉体を多量に成形するにはキヤビテイー内に充
填する粉末の重量並びに加圧圧力を常に一定に保
つ必要がある。
しかし、粉末を加圧圧縮する圧力については比
較的安定したものとすることができるが、キヤビ
テイー内に充填する粉末の充填重量は、粉末の嵩
が粒度あるいは組成の偏析または粉末の混合ロツ
トの切換等により成形作業中に変化しやすい。し
たがつて、キヤビテイー内への粉末の充填容量
(粉末の嵩)を一定に保持しても加圧圧力を一定
にしているため、粉末の嵩が大きい場合には粉末
の充填重量が軽くなつて圧粉体の圧縮方向の寸法
すなわち高さが低くなり、また逆に粉末の嵩が小
さい場合には粉末の充填重量が重くなつて圧粉体
の高さが高くなる。このように粉末の嵩の変動量
が大きいと圧粉体の高さ寸法は所望の寸法(規格
値)を越えてしまい、多量の不良品ができて好ま
しくない。
このため従来では、作業者が造られた圧粉体の
重量を時々チエツクし、必要に応じてプレスの充
填量調整部を手動で回動して例えばダイスと下パ
ンチとの相対高さを変えてキヤビテイーの容積、
特にその深さを加減調整する方法がとられ、斯く
して粉末充填重量(すなわち圧粉体重量)を所定
の許容範囲内に入るように調整していた。このよ
うな方法にあつては、圧粉体重量のチエツクの間
隔を極力短かくするか、あるいは全数チエツクと
すれば得られる圧粉体の重量(すなわち圧縮方向
の高さ)のバラつきは小さくなり不良品が混入す
るということがないかわりに、圧粉体の製造作業
性が著しく劣るうえに、チエツクのためにプレス
1台に少なくとも1人の作業者がつきつきりなる
ため、人的要素をも含めた製造能率が著しく悪く
なる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、粉
末の充填重量の変動を上パンチが当該粉末を加圧
圧縮した直後における上パンチの基準位置からの
偏倚量として電気的に検出し、この検出信号に基
づいてキヤビテイーの容積を変えて粉末の充填重
量を自動的に制御する方法を提供することを目的
とするものである。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
まず、本発明の方法を実施するための装置につ
いて説明する。図中1はプレス装置のテーブルで
あつて、フレームFの所定箇所に固定され、その
略中央部には下パンチ2が立設されている。この
テーブル1の下側にはロアープランジヤー3が上
下方向に沿つて設けられており、このロアープラ
ンジヤー3の略下半分にはネジが刻設され、ここ
にエジエクシヨンナツト4および充填アジヤスト
ナツト5が互いに所定の間隔をもつて螺装されて
おり、この各ナツト4,5間に図示しない駆動機
構およびエアーシリンダーによつて間けつ的に上
下動されるレバー6が配設されている。一方、ロ
アープランジヤー用ブラケツト3Bには充填調整
ナツト7と螺合するウオームホイール8が嵌装さ
れており、このウオームホイール8に噛合するウ
オーム9をギナードモータ10で回動して充填調
整ナツト5の上限位置、すなわちロアープランジ
ヤー3の上限位置を変え得るように構成されてい
る。前記ロアープランジヤー3の上端部には支持
台11が水平に固着され、その上面両端部には支
柱12,12がテーブル1を貫通して立設されて
おり、この支柱12,12の上端にはボルスタ1
3が固着されている。ボルスタ13の略中央部す
なわち前記下パンチ2の中心軸線と一致する箇所
には下パンチ2の断面形状と同一形状の中空部を
有するダイス14が配設され、その中空部の所定
深さまで下パンチ2の上端部が差し込まれ、ここ
に下パンチ2の上端面とダイス14の中空部内壁
面とでキヤビテイー15が形成されている。そし
て、ボルスタ13の上面にはその周辺部とキヤビ
テイー15の上端開口部との間を当該プレス装置
の駆動機構にて往復動される中空枠状のフイーダ
ー16が設けられており、このフイーダー16は
ボルスタ13の上面周辺部において粉末が供給さ
れ、キヤビテイー15の上端開口部にまで移動さ
れてここで供給された粉末をキヤビテイー15内
へ落下、充填するように構成されている。
前記ボルスタ13の上方には前記ロアープラン
ジヤー3と中心軸線が一致するアツパープランジ
ヤー17が配設されており、このアツパープラン
ジヤー17の上部外周にはネジが刻設され、また
下部には下端面に開口する中空部が形成されてい
る。そして、アツパープランジヤー17のネジ部
にはアツパーアジヤストナツト18とアツパープ
レツシヤーナツト19とが所定間隔離間して螺装
され、これら各ナツト18,19の間に当該プレ
ス装置の駆動機構で間けつ的に上下動されるレバ
ー20が配設されている。また、前記中空部内に
はフランジ部で抜け止めされたホルダー21が内
装されており、このホルダー21はその後端に配
設された圧縮スプリング22にて下方向に押圧さ
れてその先端部が前記中空部の開口端から突出
し、ここに上パンチ23および水平方向に延出す
るドツクプレート24が取り付けられている。こ
の上パンチ23は前記下パンチ2と同一の断面形
状のものであつて、その中心軸線が下パンチ2の
中心軸線と一致するものであり、しかしてアツパ
ープランジヤー17がレバー20の下降動作に伴
つてブラケツト25に案内されて下降することに
より上パンチ23がキヤビテイー15内に充填さ
れた粉末を加圧圧縮するように構成されている。
さらに、前記アツパープランジヤー17の先端
外壁面には前記ドツクプレート24にて動作され
て測定時を検出するリミツトスイツチ26が取り
付けられ、また、前記フレームFの所定箇所に
は、前記ドツクプレート24にて動作されて前記
上パンチ23の加圧圧縮時の位置、すなわちキヤ
ビテイー15内の圧粉体高さを検出する検出子2
7が取り付けられている。そして、これらリミツ
トスイツチ26および検出子27は前記モータ1
0の回転方向および回転量を制御する制御装置2
8に接続されている。なお図中29は当該プレス
装置の駆動機構に連動して回転するカムであつ
て、このカム29には前記制御装置28に接続さ
れたリミツトスイツチ30が付設されており、こ
のリミツトスイツチ30がカム29にて動作され
るに伴つて前記制御装置28からの出力信号によ
つて前記モータ10が駆動するように構成されて
いる。
第2図は圧粉体の高さに応じて前記モータ10
を正転若しくは逆転させ、あるいは停止させてお
くように制御する回路を原理的に示すものであ
る。すなわち、検出子27は第1接点27aと第
2接点27bとの2つの接点を有し、その触針2
7cが上側に位置するとき、すなわちキヤビテイ
ー15内の圧粉体の高さが基準高さよりも高い場
合に第1接点27a側が閉じ、逆に下側に位置す
るとき、すなわち圧粉体の高さが基準高さよりも
低い場合に第2接点27b側が閉じるようになさ
れ、さらに圧粉体の高さが基準高さに一致してい
る場合は何れの接点27a,27bも開かれるよ
うになされている。なお、各接点27a,27b
は適宜に移動し得るようになされていて、相互の
間隔を変えることにより圧粉体の許容高さを変え
得るようになされている。そして、前記第1接点
27aは制御装置28内に設けられた第1コイル
31に接続され、また第2接点27bは第2コイ
ル32に接続されており、またこれら各コイル3
1,32に対し前記リミツトスイツチ26のb接
点26bが直列に介挿されている。したがつてリ
ミツトスイツチ26のb接点26bが閉じている
状態で、第1コイル31が励磁されると、通常時
一方の接点31aに接するように付勢されている
可動片31bが他方の接点31cに切り換わるよ
うになされ、また第2コイル32が励磁される
と、通常時その一方の接点32aに接するように
付勢されている可動片32bが他方の接点32c
に切り換わるようになされており、さらに前記各
可動片31b,32bは電気的に接続されてい
る。したがつて、圧粉体の高さが高くて検出子2
7の第1接点27a側が閉じているとき、前記接
点31cと32aとが接続され、また圧粉体の高
さが低くて検出子27の第2接点27b側が閉じ
ているとき、前記接点31aと32cとが接続さ
れ、さらに圧粉体が基準高さに略一致して検出子
27の各接点27a,27bが開いているとき、
前記接点31aと32aとが接続されるように構
成されている。一方、前記リミツトスイツチ30
のa接点30aと前記接点31a,32cとは直
列に接続され、さらにこれらと第1リレーCR1
および後述する第2リレーCR2のb接点CR2b
とは直列に接続されている。なお、第1リレー
CR1のa接点CR1aは前記接点31a,32c
と並列に接続され第1リレーCR1が自己保持す
るようになされている。また、前記接点31a,
32aは前記接点31a,32cと並列に、すな
わち前記リミツトスイツチ30のa接点30aと
直列に接続され、さらにこれらと第2リレーCR
2および前記第1リレーCR1のb接点CR1bと
は直列に接続されている。なお、第2リレーCR
2のa接点CR2aは前記接点31a,32aと
並列に接続されて自己保持するようになされてい
る。さらに、第2図中33aは当該プレス装置の
駆動機構に連動して動作する他のカム(図示せ
ず)にて動作されるリミツトスイツチ(図示せ
ず)のa接点であり、このa接点33aと逆転リ
レーMRおよび正転リレーMFとはヒユーズ34
と介してそれぞれ直列に接続されており、さらに
逆転リレーMRには正転リレーMFのb接点、前
記第1リレーCR1の他のb接点CR1b′および第
2リレーCR2の他のb接点CR2b′が直列に接続
され、また、正転リレーMFには逆転リレーMR
のb接点MRbと第1リレーCR1の他のa接点CR
1a′とが直列に接続されている。
次に、第3図および第4図に基づいて本発明の
方法を説明する。
第3図イ,ロ,ハは粉末を加圧圧縮し成形され
た圧粉体を押し出す工程を順を追つて示すもので
あり、また第4図は当該工程に対応するカム線図
であつて、第4図中35は下パンチ3の上端面の
位置を示し、3bはアツパープランジヤー17お
よび上パンチ23の上下動を示し、37はダイス
14の上下動を示し、38はフイーダー16の前
後動を示し、また、斜線39の箇所は圧粉体の高
さ測定を行なう位置を示し、さらに26b,30
a,33aは前記b接点26bおよびa接点30
a,33aの開閉位置をそれぞれ示すもので斜線
の部分が閉状態(ON状態)を示している。しか
して、第3図イに示す状態は、ロアープランジヤ
ー3が上限位置にあり、すなわちダイス14が上
限位置にあつてキヤビテイー15は予め定められ
た深さになつており、ここにフイーダー16にて
粉末が落下充填され、さらにアツパープランジヤ
ー17すなわち上パンチ23が下降し始めた状態
であつて、これは第4図における0゜〜約70゜の
範囲の状態である。この状態においてはb接点2
6b、a接点30a,33aは開いているから第
2図における正転リレーMFおよび逆転リレー
MRは励磁されず、モータ10は回転しない。し
かる後、アツパープランジヤー17と共に上パン
チ23が下降して上パンチ23の先端面がキヤビ
テイー15内の粉末に接する(第4図における曲
線37と曲線36とが交差する)と、粉末の加圧
圧縮が開始される。この場合、当初においては粉
末の抵抗力よりも圧縮スプリング22の力が強い
から、アツパープランジヤー17と上パンチ23
との相対的な位置は変わらないが、所定量圧縮が
進行すると圧縮スプリング22は圧縮され始め、
ついにはアツパープランジヤー17の圧縮力が上
パンチ23を介して直接粉末に加わることにな
り、第4図の180゜の点で最大下圧となる(第3
図ロ)。この時点で粉末は成形されて圧粉体とな
るのであるが、最大下圧時には機械系にわずかな
がら歪みが生じていて圧粉体の高さ測定には好ま
しくないから、未だ各接点26b,30a,33
aは開いていて測定は行なわれない。なお、上パ
ンチ23による粉末の加圧圧縮が開始された後、
わずか遅れてダイス14はレバー6にてロアープ
ランジヤー3と共に下降し始める。
最大加圧点を過ぎるとアツパープランジヤー1
7は上昇し始めるが、上パンチ23にはこれを積
極的に押し上げる力が作用しないので、圧縮スプ
リング22が当初の状態にまで伸びる間は上パン
チ23はその位置に留り(第4図の鎖線で示す状
態)、したがつて圧粉体は上パンチ23と下パン
チ2とでその間挾持されている。一方、ダイス1
4は上パンチ23が上昇し始めた後しばらくして
から(第4図中270゜の点から)急速に下降し始
め、最終的にはその上面と下パンチ2の上面とが
一致するまで下降する。そして、上パンチ23と
下パンチ2とで圧粉体を挾持している状態でダイ
ス14の上面と下パンチ2との上面とが一致する
寸前(第4図の270゜の点)でリミツトスイツチ
30がカム29により動作されてそのa接点30
aが閉じ、これと同時か若しくはわずか遅れて
(第4図の280゜の点)アツパープランジヤー17
に取り付けたリミツトスイツチ26が動作されて
そのb接点26bが閉じ、ここで圧粉体の高さの
測定が行なわれる。(第3図ハ)。この時点におい
ては第4図に示すように上パンチ23が圧粉体か
ら離れる寸前であるから、機械系の歪みは殆んど
無く、精確な測定を行なうことができる。一方前
記リミツトスイツチ26のb接点26bが閉じた
後、他のa接点33aが閉じると、測定結果に対
応してモータ10を起動し、あるいは停止させて
おき、かくしてキヤビテイー15の容積、すなわ
ち充填量の調整を行なう。
この測定および充填量の調整の一連の動作を第
2図に示す回路で説明すると、先ず粉末のキヤビ
テイー15内への充填量が適正で圧粉体の高さが
基準高さ、若しくは許容高さの範囲内にあると
き、ドツグプレート24にて押圧された検出子2
7の触針27cはその第1接点27aと第2接点
27bとの間にあつて、各接点27a,27bは
開いており、第1および第2コイル31,32は
励磁されない。したがつて、ここにおける接続状
態は接点31aと接点32cとが接続された状態
になり、その結果リミツトスイツチ30が動作さ
れてそのa接点30aが閉じており、かつ第1リ
レーCR1が励磁されずにそのb接点CR1bが閉
じていることにより、第2リレーCR2が励磁さ
れて自己保持する。しかして、第2リレーCR2
が励磁されて自己保持している間は、第2リレー
CR2の他のb接点CR2b′は開き、また第1リレ
ーCR1の他のa接点CR1a′は開いており、した
がつてa接点33aが閉じても正転リレーMF、
逆転リレーMRのいずれも励磁されず、モータ1
0は停止したままである。
また、粉末のキヤビテイー15内への充填量が
多くて圧粉体の高さが基準高さよりも高い場合に
は、検出子27の触針27cが第1接点27aに
接し、第1コイル31が励磁されてその可動片3
1bが接点31aから接点31cへ切り換わり、
その結果リミツトスイツチ30が動作されてその
a接点30aが閉じても第1および第2リレー
CR1,CR2のいずれも励磁されない。しかし
て、a接点33aが閉じると、正転リレーMFが
励磁されずにそのb接点MFbが閉じ、また第1
および第2リレーCR1,CR2が励磁されずに
各々の他のb接点CR1b′,CR2b′が閉じている
から、逆転リレーMRが励磁され、その結果モー
タ10にはこれを逆転させる電流が流れて逆回転
し、これに伴つてウオーム9およびウオームホイ
ール8が回転して充填調整ナツト7が幾分下が
る。するとロアープランジヤー3が下がつて、支
持台11、支柱12を介してボルスタ13、すな
わちダイス14を幾分引き下げ、その結果キヤビ
テイー15の深さ、すなわち容積が小さくなつて
ここに充填される粉末の重量が減らされる。
さらに、キヤビテイー15内への粉末の充填量
が少なくて圧粉体の高さが基準高さよりも低い場
合には、検出子27の触針27cがドツグプレー
ト24に押圧されて第2接点27bに接して第2
コイル32が励磁されてその可動片32bが接点
32aから接点32cに切り換わり、接点31b
と接点32cとが接続された状態となる。その結
果リミツトスイツチ30が動作されてそのa接点
30aが閉じると、第2リレーCR2が励磁され
ずにそのb接点CR2bが閉じていることにより
第1リレーCR1が励磁されて自己保持する。し
かして、第1リレーCR1が励磁されて第1リレ
ーCR1の他のb接点CR1b′が開くとともに他の
a接点CR1a′が閉じているから正転リレーMFが
励磁され、その結果モータ10にはこれを正回転
させる電流が流れて正回転し、これに伴つてウオ
ーム9およびウオームホイール8が回転して充填
調整ナツト7が幾分上がる。するとロアープラン
ジヤー3が上がつて、支持台11、支柱12を介
してボルスタ13、すなわちダイス14を幾分押
し上げ、その結果キヤビテイー15の深さ、すな
わち容積が大きくなつて充填される粉末の重量が
増大する。
なお、キヤビテイー15の深さ(容積)の変化
量はモータ10の回転量によつて決まるが、これ
は第2図におけるa接点33aを閉じさせる図示
しないカムの形状を適宜に設定して当該a接点3
3aを所定時間閉じておけばよい(第4図におい
ては285゜〜355゜の範囲である)。
斯くして成形および測定された圧粉体は、ダイ
ス14の上面と下パンチ2の上面とが一致してい
る間(第4図では275゜〜285゜の間)に、前進し
てくるフイーダー16によつて押されて所定位置
に移動する。しかる後、ダイス14が上昇してキ
ヤビテイー15を形成するとともにここに粉末が
フイーダー16にて落下充填されて上述した動作
が繰り返される。
以上の説明から明らかなように、キヤビテイー
15内に充填される粉末の重量はその嵩のバラつ
きにより若干の変動があるが、上記の構成、方法
によれば、その変動を圧粉体の圧縮方向の高さと
して加圧圧縮する毎に検出し、同時に変動があつ
た場合にはその変動量に対応してキヤビテイー1
5の圧縮方向の深さ、すなわち容積を変え得るか
ら、自動的かつ連続的に同一形状の圧粉体を得る
ことができ、不良品が混入することはない。特
に、検出子27の第1接点27aと第2接点27
bとの間隔を圧粉体の高さの許容範囲よりも十分
狭く設定すれば、精度は更に良くなる。
なお、上記実施例ではダイス14を上下動させ
てキヤビテイー15の深さ(すなわち容積)を変
え、またダイス14を下げて圧粉体を相対的に押
出すようにしたが、ダイ固定式プレスではこれに
替え下パンチ2をロアープランジヤーに取り付け
て下パンチを上下動させることによりキヤビテイ
ー15の深さ(すなわち容積)を変えるととも
に、圧粉体をキヤビテイー15から押出すように
してもよい。また、アツパープランジヤー17に
取り付けたリミツトスイツチ26の取付位置はこ
こに限られるものではなく、このリミツトスイツ
チ26をホルダー21若しくは上パンチ23に取
り付け、アツパープランジヤー17に取り付けた
ドツグで動作させるようにしてもよく、またその
接点のうちb接点を用いて第4図に示すような回
路を構成することもできる。さらに、第4図に示
す回路は原理的なものであつて、上記実施例にお
けると同様に各部材を動作させるように他の回路
を構成することも可能である。またさらに、何ら
かの原因で圧粉体の高さ(重量)が許容範囲を超
えた場合にこれを検出し、警報を発し若しくは当
該圧粉体にマークを付するなどの手段を付設すれ
ば、不良品の混入を完全に防ぐことができる。
以上説明したように本発明によれば、粉末を加
圧圧縮して圧粉体を成形する毎にその粉末の重量
を圧粉体の高さとして検出し、同時に基準値から
の変動がある場合にはキヤビテイーの深さを変え
て粉末の充填重量を自動的に修正するようにした
から、高さ、重量が許容範囲内にある同一形状の
圧粉体を連続的かつ自動的に得ることができ、し
たがつて従来のように作業者が圧粉体を逐時検査
してキヤビテイーの深さすなわち容積を変えるな
どの作業を行なう必要がなく、作業効率が著しく
向上する。また、本発明による方法はいわゆる全
数検査であるから、何らかの原因で粉末の充填重
量のわずかな変動が累積して不良品が生じるなど
の不都合も生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るプレス装置を示す概略構
成図、第2図はその回路図、第3図は動作を示す
説明図、第4図はそのカム線図である。 2……下パンチ、7……充填調整ナツト、10
……ギヤードモータ、14……ダイス、15……
キヤビテイー、23……上パンチ、24……ドツ
グプレート、26……リミツトスイツチ、27…
…検出子、28……制御装置、30……リミツト
スイツチ、33a……a接点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 所定形状のダイスに下パンチを嵌合させて前
    記ダイスと下パンチとで形成されるキヤビテイー
    内に粉末を充填し、この粉末を上パンチにて略一
    定圧力で圧縮成形する粉末の圧縮成形方法におい
    て、前記上パンチが前記粉末を圧縮した後前記下
    パンチとで圧粉体を挾持している間に、前記上パ
    ンチの位置を電気的に検出して当該位置の予め定
    められた基準位置からの偏倚量を電気的に計測
    し、この計測結果に対応する電気的信号でモータ
    を駆動させて前記ダイス若しくは下パンチの少な
    くとも一方を変位させて前記キヤビテイーの深さ
    を調整することを特徴とする粉末充填重量の自動
    制御方法。
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