JP2004017129A - 中空形材用押出ダイス - Google Patents
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Abstract
【課題】成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供すること。
【解決手段】中空形材の内側形状を成形するマンドレル3及び該マンドレルを支持するブリッジ4を有するオス型2と、中空形材の外側形状を成形する孔6を有するメス型5とを備える中空形材用押出ダイス1であって、オス型2及びメス型5が押出方向に次第に拡開するダイリング7の内部に装着されているスパイダー式ダイスであり、ブリッジ4の後端に傾斜部4cを設けてブリッジ4の後端の厚さが薄くなるように形成されている。
【選択図】 図2
【解決手段】中空形材の内側形状を成形するマンドレル3及び該マンドレルを支持するブリッジ4を有するオス型2と、中空形材の外側形状を成形する孔6を有するメス型5とを備える中空形材用押出ダイス1であって、オス型2及びメス型5が押出方向に次第に拡開するダイリング7の内部に装着されているスパイダー式ダイスであり、ブリッジ4の後端に傾斜部4cを設けてブリッジ4の後端の厚さが薄くなるように形成されている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金等からなる中空断面を有する形材を成形する押出ダイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
アルミニウム合金等の押出加工は、断面形状の自由度が高く、中空断面を有する形材を得るのにも優れているため、広く採用されている。また、一般的な押出加工は、断面形状が固定されたダイスに円柱状の素材(ビレット)を押出して成形するため、押出方向の全てにおいて同一断面形状の細長い製品(形材)を得る工法となっている。
【0003】
中空断面を有する形材を成形するための従来の押出ダイスとしては、例えば、図4〜図5に示されるものがある。図4〜図5に示すように、押出ダイス51は、スパイダー式ダイスであり、中空形材の内側形状を成形するオス型52と中空形材の外側形状を成形するメス型55を組み合わせて、押出方向に次第に拡開するダイリング57の内部に装着されている。オス型52は、互いに交差する2つのブリッジ54と、この2つのブリッジ52が交差する部分に設けられているマンドレル53を有している。この押出ダイス51は、ブリッジ54により分割される素材の導入路51aが4つとなっている。また、図5(b)に示すように、ブリッジ54の押出方向における後端面54aと、押出方向に平行な側面54bとで形成される角度Rbは、通常は直角になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の技術においては、生産性を向上させるために押出速度を上昇させると、押出荷重(ラム圧)が上がり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生する恐れがあった。特に、高強度の中空形材を押出成形する場合は、その問題が顕著であった。
【0005】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供することを技術的課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明は、請求項1に記載のように、中空形材の内側形状を成形するマンドレル及び該マンドレルを支持するブリッジを有するオス型と、中空形材の外側形状を成形する孔を有するメス型とを備える中空形材用押出ダイスであって、ブリッジの押出方向における後端は、後方向に連続的にブリッジの厚さが薄くなるよう形成されていることを特徴とする中空形材用押出ダイスとした。
【0007】
本発明に係る中空形材用押出ダイスによれば、ブリッジの後端の厚さが薄くなるように形成されているので、素材からの圧力を垂直に受けるブリッジの後端面の面積が小さくなるとともに、素材の流れ込みが良くなり、押出成形時の押出荷重(ラム圧)を低減することができる。その結果、素材の流れもスムーズとなり、押出速度を上昇させても、形材の断面寸法や形状の全てにおいて良好な中空形材を得ることができ、生産性の向上を図ることが可能となる。
【0008】
特に、スパイダー式ダイスにおいて、ブリッジの後端の厚さが薄くなるように形成したので、高強度な中空形材を押出成形する場合であっても、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく押出速度を上昇させることができる。
【0009】
好ましくは、請求項2に記載のように、押出ダイスは、ブリッジにより分割される素材の導入路が2つであることが望ましい。これにより、素材が押出されるときのブリッジによる抵抗が小さくなり、高強度材であっても素材の流れをスムーズとすることができる。更には,マンドレルの中心付近にも素材が流れ込みやすくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良を低減することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【0011】
図1〜図2は、本発明に係る中空形材用押出ダイスの一実施形態の断面を示した模式図であり、図1は後方から見た図、図2(a)は図1のA−A断面図、図2(b)は図1のB−B断面図である。この中空形材用押出ダイス1は、アルミニウム合金からなる素材(ビレット)を挿入するコンテナ(図示せず)の押出方向前方に配設される。
【0012】
図1〜図2に示すように、中空形材用押出ダイス1は、スパイダー式ダイスであり、オス型2とメス型5を組み合わせて、押出方向に次第に拡開するダイリング7の内部に装着されている。ここでいう押出方向とは、押出成形材が押し出されていく方向(図2における右方向)のことである。
【0013】
オス型2は、中空形材の内側形状を成形するマンドレル3とブリッジ4を有している。本実施形態では、1つのブリッジ4の中央部に、押出方向に突出するようにしてマンドレル3が支持されている。マンドレル3には、オス型ベアリング3aが形成されている。
【0014】
メス型5は、中空形材の外側形状を成形する孔6を有している。孔6には、オス型ベアリング3aに対向するメス型ベアリング6aが形成されている。オス型ベアリング3aとメス型ベアリング6aとの隙間から素材が押し出されて、例えば断面が口の字形状や日の字形状の中空形材が押出成形されるようになっている。
【0015】
図1に示すように、中空形材用押出ダイス1は、ブリッジ4により分割される素材の導入路1aが2つとなっている。この導入路1aは、ブリッジ4の側面4bとダイリング7の内周面とで形成されている。側面4bは、押出方向に平行となっている。
【0016】
ブリッジ4の後端面4aと側面4bとが交差する角部には、傾斜部4cが設けられている。即ち、ブリッジ4の押出方向における後端は、ブリッジ4の厚さが押出方向の中央部における厚さW4から、後方向(図2における左方向)に連続的に薄くなるよう形成されている。この傾斜部4cは、ブリッジ4の両方の側面4bに設けられている。側面4bに対する傾斜部4cの傾き角度Raは、例えば15〜40°となっており、材料強度等によって適宜設定される。
【0017】
ブリッジ4の前端にも同様の傾斜部4eが設けられており、ブリッジ4の厚さが押出方向の中央部における厚さW4から、前方向(図2における右方向)に連続的に薄くなるよう形成されている。また、ブリッジ4の厚さW4は、マンドレル3の首部の厚さW3と同等の寸法に設定されている。
【0018】
従来例と比較すると、図4〜図5に示すように、従来の中空形材用押出ダイス51は、2つのブリッジ54を交差させているので、オス型52の後端における厚さW52はマンドレル53の首部の厚さW53よりも大きい寸法となっている。即ち、各導入路51aの入口からマンドレル53までの距離が長く素材の流れは抵抗の大きなものとなっており、押出荷重を上げている要因の1つとなっている。また、特に日の字形状等の中空形材を押出成形する場合は、マンドレル53の中心付近に素材が流れ込みにくくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生しやすくなっている。
【0019】
次に、上記のように構成された本発明に係る中空形材用押出ダイス1と、図4〜図5に示す従来の中空形材用押出ダイス51とにおいて、7000系のアルミニウム合金で耐力が340MPa以上である中空形材を、押出速度を一定にして押出加工したときの押出荷重(ラム圧)を比較した。その結果、図3に示すように、本発明に係る中空形材用押出ダイス1は、比較例である従来の中空形材用押出ダイス51と比べて、押出荷重を全体的に4〜8%ほど低減することできた。
【0020】
また、本発明に係る中空形材用押出ダイス1において、成形される中空形材の品質を満足できる限界の押出荷重となるまで押出速度を上昇させたところ、従来の中空形材用押出ダイス51と比べて、約2倍の押出速度とすることができた。
【0021】
以上のように、本発明に係る中空形材用押出ダイス1においては、ブリッジ4の後端に傾斜部4cを設けてブリッジ4の後端の厚さが薄くなるように形成されているので、素材からの圧力を垂直に受けるブリッジの後端面4aの面積が小さくなるとともに、素材の流れ込みが良くなり、押出成形時の押出荷重(ラム圧)を低減することができる。その結果、素材の流れもスムーズとなり、押出速度を上昇させても、形材の断面寸法や形状の全てにおいて良好な中空形材を得ることができ、生産性の向上を図ることが可能となる。特に、スパイダー式ダイスに適用したので、高強度な中空形材を押出成形する場合であっても、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく押出速度を上昇させることができる。
【0022】
また、ブリッジ4により分割される素材の導入路1aを2つとしたので、素材が押出されるときのブリッジ4による抵抗が小さくなり、高強度材であっても各導入路1aからオス型ダイベアリング3aとメス型ダイベアリング6aとの隙間への素材の流れをスムーズとすることができる。更には、導入路1aを2つ(即ちブリッジ4を1つ)としたことで、オス型2の後端における厚さ(ブリッジ4の厚さW4)を薄くして、マンドレル3の首部の厚さW3と同等の寸法にすることができるので、マンドレル3の中心付近にも素材が流れ込みやすくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良の低減を図ることが可能となる。
【0023】
尚、本発明の実施にあたっては、押出成形される中空形材の断面形状は特に限定されるものではなく、矩形状や円形状はもちろん中空部が複数ある多孔の中空形材等であってもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る中空形材用押出ダイスの一実施形態を後方から見た図である。
【図2】図2(a)は図1のA−A断面図、図2(b)は図1のB−B断面図である。
【図3】押出加工時の押出荷重を本発明の実施形態と従来例とを比較して示す図である。
【図4】従来の中空形材用押出ダイスを示す図である。
【図5】図5(a)は図4のC−C断面図、図5(b)は図4のD−D断面図である。
【符号の説明】
1 中空形材用押出ダイス
1a 導入路
2 オス型
3 マンドレル
3a オス型ベアリング
4 ブリッジ
4a 後端面
4b 側面
4c 傾斜部
5 メス型
6 孔
6a メス型ベアリング
7 ダイリング
Ra 傾斜部4cの傾き角度
W3 マンドレル3の首部の厚さ
W4 ブリッジ4の厚さ
W52 オス型52の後端における厚さ
W53 マンドレル53の首部の厚さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金等からなる中空断面を有する形材を成形する押出ダイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
アルミニウム合金等の押出加工は、断面形状の自由度が高く、中空断面を有する形材を得るのにも優れているため、広く採用されている。また、一般的な押出加工は、断面形状が固定されたダイスに円柱状の素材(ビレット)を押出して成形するため、押出方向の全てにおいて同一断面形状の細長い製品(形材)を得る工法となっている。
【0003】
中空断面を有する形材を成形するための従来の押出ダイスとしては、例えば、図4〜図5に示されるものがある。図4〜図5に示すように、押出ダイス51は、スパイダー式ダイスであり、中空形材の内側形状を成形するオス型52と中空形材の外側形状を成形するメス型55を組み合わせて、押出方向に次第に拡開するダイリング57の内部に装着されている。オス型52は、互いに交差する2つのブリッジ54と、この2つのブリッジ52が交差する部分に設けられているマンドレル53を有している。この押出ダイス51は、ブリッジ54により分割される素材の導入路51aが4つとなっている。また、図5(b)に示すように、ブリッジ54の押出方向における後端面54aと、押出方向に平行な側面54bとで形成される角度Rbは、通常は直角になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の技術においては、生産性を向上させるために押出速度を上昇させると、押出荷重(ラム圧)が上がり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生する恐れがあった。特に、高強度の中空形材を押出成形する場合は、その問題が顕著であった。
【0005】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供することを技術的課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明は、請求項1に記載のように、中空形材の内側形状を成形するマンドレル及び該マンドレルを支持するブリッジを有するオス型と、中空形材の外側形状を成形する孔を有するメス型とを備える中空形材用押出ダイスであって、ブリッジの押出方向における後端は、後方向に連続的にブリッジの厚さが薄くなるよう形成されていることを特徴とする中空形材用押出ダイスとした。
【0007】
本発明に係る中空形材用押出ダイスによれば、ブリッジの後端の厚さが薄くなるように形成されているので、素材からの圧力を垂直に受けるブリッジの後端面の面積が小さくなるとともに、素材の流れ込みが良くなり、押出成形時の押出荷重(ラム圧)を低減することができる。その結果、素材の流れもスムーズとなり、押出速度を上昇させても、形材の断面寸法や形状の全てにおいて良好な中空形材を得ることができ、生産性の向上を図ることが可能となる。
【0008】
特に、スパイダー式ダイスにおいて、ブリッジの後端の厚さが薄くなるように形成したので、高強度な中空形材を押出成形する場合であっても、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく押出速度を上昇させることができる。
【0009】
好ましくは、請求項2に記載のように、押出ダイスは、ブリッジにより分割される素材の導入路が2つであることが望ましい。これにより、素材が押出されるときのブリッジによる抵抗が小さくなり、高強度材であっても素材の流れをスムーズとすることができる。更には,マンドレルの中心付近にも素材が流れ込みやすくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良を低減することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【0011】
図1〜図2は、本発明に係る中空形材用押出ダイスの一実施形態の断面を示した模式図であり、図1は後方から見た図、図2(a)は図1のA−A断面図、図2(b)は図1のB−B断面図である。この中空形材用押出ダイス1は、アルミニウム合金からなる素材(ビレット)を挿入するコンテナ(図示せず)の押出方向前方に配設される。
【0012】
図1〜図2に示すように、中空形材用押出ダイス1は、スパイダー式ダイスであり、オス型2とメス型5を組み合わせて、押出方向に次第に拡開するダイリング7の内部に装着されている。ここでいう押出方向とは、押出成形材が押し出されていく方向(図2における右方向)のことである。
【0013】
オス型2は、中空形材の内側形状を成形するマンドレル3とブリッジ4を有している。本実施形態では、1つのブリッジ4の中央部に、押出方向に突出するようにしてマンドレル3が支持されている。マンドレル3には、オス型ベアリング3aが形成されている。
【0014】
メス型5は、中空形材の外側形状を成形する孔6を有している。孔6には、オス型ベアリング3aに対向するメス型ベアリング6aが形成されている。オス型ベアリング3aとメス型ベアリング6aとの隙間から素材が押し出されて、例えば断面が口の字形状や日の字形状の中空形材が押出成形されるようになっている。
【0015】
図1に示すように、中空形材用押出ダイス1は、ブリッジ4により分割される素材の導入路1aが2つとなっている。この導入路1aは、ブリッジ4の側面4bとダイリング7の内周面とで形成されている。側面4bは、押出方向に平行となっている。
【0016】
ブリッジ4の後端面4aと側面4bとが交差する角部には、傾斜部4cが設けられている。即ち、ブリッジ4の押出方向における後端は、ブリッジ4の厚さが押出方向の中央部における厚さW4から、後方向(図2における左方向)に連続的に薄くなるよう形成されている。この傾斜部4cは、ブリッジ4の両方の側面4bに設けられている。側面4bに対する傾斜部4cの傾き角度Raは、例えば15〜40°となっており、材料強度等によって適宜設定される。
【0017】
ブリッジ4の前端にも同様の傾斜部4eが設けられており、ブリッジ4の厚さが押出方向の中央部における厚さW4から、前方向(図2における右方向)に連続的に薄くなるよう形成されている。また、ブリッジ4の厚さW4は、マンドレル3の首部の厚さW3と同等の寸法に設定されている。
【0018】
従来例と比較すると、図4〜図5に示すように、従来の中空形材用押出ダイス51は、2つのブリッジ54を交差させているので、オス型52の後端における厚さW52はマンドレル53の首部の厚さW53よりも大きい寸法となっている。即ち、各導入路51aの入口からマンドレル53までの距離が長く素材の流れは抵抗の大きなものとなっており、押出荷重を上げている要因の1つとなっている。また、特に日の字形状等の中空形材を押出成形する場合は、マンドレル53の中心付近に素材が流れ込みにくくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生しやすくなっている。
【0019】
次に、上記のように構成された本発明に係る中空形材用押出ダイス1と、図4〜図5に示す従来の中空形材用押出ダイス51とにおいて、7000系のアルミニウム合金で耐力が340MPa以上である中空形材を、押出速度を一定にして押出加工したときの押出荷重(ラム圧)を比較した。その結果、図3に示すように、本発明に係る中空形材用押出ダイス1は、比較例である従来の中空形材用押出ダイス51と比べて、押出荷重を全体的に4〜8%ほど低減することできた。
【0020】
また、本発明に係る中空形材用押出ダイス1において、成形される中空形材の品質を満足できる限界の押出荷重となるまで押出速度を上昇させたところ、従来の中空形材用押出ダイス51と比べて、約2倍の押出速度とすることができた。
【0021】
以上のように、本発明に係る中空形材用押出ダイス1においては、ブリッジ4の後端に傾斜部4cを設けてブリッジ4の後端の厚さが薄くなるように形成されているので、素材からの圧力を垂直に受けるブリッジの後端面4aの面積が小さくなるとともに、素材の流れ込みが良くなり、押出成形時の押出荷重(ラム圧)を低減することができる。その結果、素材の流れもスムーズとなり、押出速度を上昇させても、形材の断面寸法や形状の全てにおいて良好な中空形材を得ることができ、生産性の向上を図ることが可能となる。特に、スパイダー式ダイスに適用したので、高強度な中空形材を押出成形する場合であっても、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく押出速度を上昇させることができる。
【0022】
また、ブリッジ4により分割される素材の導入路1aを2つとしたので、素材が押出されるときのブリッジ4による抵抗が小さくなり、高強度材であっても各導入路1aからオス型ダイベアリング3aとメス型ダイベアリング6aとの隙間への素材の流れをスムーズとすることができる。更には、導入路1aを2つ(即ちブリッジ4を1つ)としたことで、オス型2の後端における厚さ(ブリッジ4の厚さW4)を薄くして、マンドレル3の首部の厚さW3と同等の寸法にすることができるので、マンドレル3の中心付近にも素材が流れ込みやすくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良の低減を図ることが可能となる。
【0023】
尚、本発明の実施にあたっては、押出成形される中空形材の断面形状は特に限定されるものではなく、矩形状や円形状はもちろん中空部が複数ある多孔の中空形材等であってもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る中空形材用押出ダイスの一実施形態を後方から見た図である。
【図2】図2(a)は図1のA−A断面図、図2(b)は図1のB−B断面図である。
【図3】押出加工時の押出荷重を本発明の実施形態と従来例とを比較して示す図である。
【図4】従来の中空形材用押出ダイスを示す図である。
【図5】図5(a)は図4のC−C断面図、図5(b)は図4のD−D断面図である。
【符号の説明】
1 中空形材用押出ダイス
1a 導入路
2 オス型
3 マンドレル
3a オス型ベアリング
4 ブリッジ
4a 後端面
4b 側面
4c 傾斜部
5 メス型
6 孔
6a メス型ベアリング
7 ダイリング
Ra 傾斜部4cの傾き角度
W3 マンドレル3の首部の厚さ
W4 ブリッジ4の厚さ
W52 オス型52の後端における厚さ
W53 マンドレル53の首部の厚さ
Claims (2)
- 中空形材の内側形状を成形するマンドレル及び該マンドレルを支持するブリッジを有するオス型と、中空形材の外側形状を成形する孔を有するメス型とを備える中空形材用押出ダイスであって、
前記オス型及び前記メス型が押出方向に次第に拡開するダイリングの内部に装着されているスパイダー式ダイスであり、前記ブリッジの押出方向における後端は、後方向に連続的に前記ブリッジの厚さが薄くなるよう形成されていることを特徴とする中空形材用押出ダイス。 - 請求項1に記載の押出ダイスは、前記ブリッジにより分割される素材の導入路が2つであることを特徴する中空形材用押出ダイス。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002179005A JP2004017129A (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 中空形材用押出ダイス |
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JP2002179005A JP2004017129A (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 中空形材用押出ダイス |
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JP (1) | JP2004017129A (ja) |
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WO2013038831A1 (ja) * | 2011-09-13 | 2013-03-21 | 日本軽金属株式会社 | 中空形材成形用押出ダイス |
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-
2002
- 2002-06-19 JP JP2002179005A patent/JP2004017129A/ja active Pending
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