JP2006026672A - Porthole die and extruding method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属とくにアルミニウム(アルミニウム合金を含む、以下同じ)の中空材を押出成形するためのポートホールダイス、および該ポートホールダイスを用いる押出加工方法に関する。 The present invention relates to a porthole die for extruding a hollow material of metal, particularly aluminum (including an aluminum alloy, hereinafter the same), and an extrusion method using the porthole die.
アルミニウムの中空材の押出成形は、図3〜4に示すポートホールダイス1を用いて行われる。ポートホールダイス1は、マンドレル部5と、マンドレル部5の周方向に設けられた複数個のポート6、6、6、6(図4では4個)からなるポート群7を備えた雄型2と、雄型2のマンドレル部5を嵌め込んで組み合わせる雌型3から構成される。雄型2のポート6、6、6、6はブリッジ8、8、8、8でセパレートされ、マンドレル部5はブリッジ8、8、8、8の基端部で支持されている。
The aluminum hollow material is extruded using a porthole die 1 shown in FIGS. The
押出成形は、図3に示すように、ポートホールダイス1の後面にコンテナCを配置し、コンテナC内にビレットBを装填してステムSで加圧することにより行われ、雄型2のマンドレル部5のベアリング部9と雌型3のベアリング部10の間から中空材Eとして押出成形される。
As shown in FIG. 3, the extrusion molding is performed by placing a container C on the rear surface of the
このような押出成形においては、通常、1つのビレットを押出成形した後、コンテナCを後退させ、図4に示すように、ポートーホールダイス1の後面11から突出して残された押残りDをシヤー14で切断し、切断面にさらにビレットを押し付け、圧着一体化して押継ぎすることにより連続した押出加工が行われる。
In such extrusion molding, usually, after extrusion of one billet, the container C is retracted, and as shown in FIG. 4, the residual D left protruding from the
しかしながら、押残りDをシヤー切断する場合、ポート6内に残留している残留押出材Rがシヤー14による上方からの負荷により塑性変形してメタルのだれが生じ、図4〜5に示すように、各ポート6、6、6、6の上方に空隙Gが発生する。この状態で押継ぎを行うと、空隙Gに空気が混入して圧着部に空気が閉じこめられ、押出成形された中空材にブリスターなどの表面欠陥や圧着不足による後工程での割れの原因となる。
However, when shearing the remaining part D, the residual extruded material R remaining in the
この問題を解決するために、図6〜7に示すように、ポート群7の外径d(図4参照)と同一寸法以上の寸法の口径を有する貫通した凹部16を備えたプレート15をポートホールダイス1の後面11に配置し、押出後、より断面積の大きい凹部16内にも残留押出材Rを残留させてシヤー切断面での剛性を高め、残留押出材Rの塑性変形による空隙Gの発生を防止しようとする手法が提案されている(特許文献1参照)。
In order to solve this problem, as shown in FIGS. 6 to 7, a
この手法によりかなりの空隙防止効果を得ることができるが、切断条件によってはなお残留押出材Rに若干の変形が生じて空気の巻き込みが完全には防止できない場合があり、近年ますます厳しくなっている品質要求に必ずしも対応することができず、また、押出条件によっては、押出終了後にコンテナおよびステムが後退するとき、凹部16に残留している残留押出材Rが一緒に後方に引張られて残留押出材Rの一部が抜けるという現象も経験されている。
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、いかなる切断条件、押出条件にもかかわらず、残留押出材が変形して空気の巻き込みが生じることがなく、また、コンテナおよびステムが後退時に残留押出材Rが抜けるという現象も防止されて、常に平滑な押残り切断面を得ることを可能とする中空材押出成形用のポートホールダイスおよび該ポートホールダイスを用いる押出加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the purpose thereof is to prevent the residual extruded material from being deformed and causing air entrainment regardless of any cutting conditions and extrusion conditions. Further, a phenomenon that the residual extruded material R is removed when the container and the stem are retracted is prevented, and a port hole die for hollow material extrusion that can always obtain a smooth retained cut surface and the port hole die are provided. It is to provide an extrusion method to be used.
上記の目的を達成するための請求項1によるポートホールダイスは、金属の中空材を押出成形するためのポートホールダイスであって、該ポートホールダイスの後面に、ポート群の外接円以上の口径を有する空所がポート群を囲むよう付設されてなり、該空所の内周壁面は、ポートホールダイスの前方に向かって拡がっていることを特徴とする。
A port hole die according to
請求項2によるポートホールダイスは、請求項1において、前記空所の内周壁面は、ポートホールダイスの後面に配置される押出用ビレットを装填するためのコンテナの中心軸に対し、ポートホールダイスの前方に向かって5〜40°の角度で拡がっていることを特徴とする。
The port hole die according to
請求項3によるポートホールダイスは、請求項1または2において、前記空所のポートホールダイスの後面までの深さは、コンテナのビレット装填口径の5〜25%であることを特徴とする。
The port hole die according to
請求項4による押出加工方法は、請求項1〜3のいずれかに記載のポートホールダイスを用いて中空材を押出成形し、ポートホールダイスの後面に付設された開口部の端面で押残りを切断した後、切断面にビレットを押し付けて押継ぎする工程を繰り返すことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an extrusion processing method in which a hollow material is extruded using the porthole die according to any one of the first to third aspects, and the unfinished portion is formed by an end surface of an opening provided on the rear surface of the porthole die. After cutting, the process of pressing and pressing the billet against the cut surface is repeated.
本発明によれば、いかなる切断条件、押出条件にもかかわらず、残留押出材が変形して空気の巻き込みが生じることがなく、また、コンテナおよびステムが後退時に残留押出材Rが抜けるという現象も防止されて、常に平滑な押残り切断面を得ることを可能とする中空材押出成形用のポートホールダイスおよび該ポートホールダイスを用いる押出加工方法が提供される。 According to the present invention, regardless of the cutting conditions and extrusion conditions, the residual extruded material is not deformed and air entrainment does not occur, and the residual extruded material R comes off when the container and stem are retracted. There are provided a port hole die for extrusion molding of a hollow material and an extrusion method using the port hole die, which can be prevented and can always obtain a smooth remaining cut surface.
本発明の実施形態を図面により説明する。なお、従来と同じ部材には同一の符号を付した。本発明のポートホールダイスにおいては、図1〜2に示すように、ポートホールダイス1の後面11に、ポート群7の外接円の直径d1以上の口径d2を有する空所12がぽート群を囲むよう付設されてなる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol was attached | subjected to the same member as the past. In the porthole die of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a
空所12がポート群を囲むよう付設される形態としては、図1に示すように、ポートホールダイス1の後面11に、貫通開口を有する環状部材4を配置することにより空所12を形成してもよく、また、ポートホールダイス1の雄型2の後面に環状部材4を一体構造として設けることにより空所12を形成してもよい。環状部材4がポートホールダイス1の後面11と接する部位における空所12の直径を口径d2とする。
As a form in which the
本発明においては、空所12の内周壁面13が、ポートホールダイス1の前方(押出方向)に向かって拡がっていることを特徴とし、拡がりの角度αは、ポートホールダイス1の後面に配置される押出用ビレットBを装填するためのコンテナCの中心軸X−Xに対し、ポートホールダイス1の前方に向かって5〜40°の角度とするのが好ましい。空所12の内周壁面13の拡がりについては、テーパー状の他、段付き状としても同様の効果を得ることができる。
In the present invention, the inner
空所12の内周壁面13の拡がり角度が5°未満では、コンテナCおよびステムSの後退時に、空所12内の残留押出材が引張られて抜け易くなり、空所12の内周壁面13の拡がり角度が40°を越えると、ポートホールダイスの後面(雄型2の後面)と環状部材4との接触面積が減少して、押出中に押出材がダイスから洩れる危険性がある。
When the expansion angle of the inner
空所12のポートホールダイス1の後面11までの深さ、すなわち環状部材4の厚さは、コンテナCのビレットBの装填口径の5〜25%であることが望ましい。5%未満では、コンテナCおよびステムSの後退時に、空所12内の残留押出材が引張られて抜け易くなり、25%を越えると、押出時において、押出材と環状部材との摩擦が増大して必要以上の押出圧力が必要となる。
The depth of the
本発明によれば、押出終了後、空所12の端面(環状部材4の端面)に沿って押残りDをシヤー切断した場合、押出方向に向かってテーパー状に拡大する空所が変形抵抗を増大するとともに、コンテナ後退時における残留押出材の抜けに対する抵抗となり、平滑な切断面が得られるから、切断面にビレットを押し付けると、空隙を生じることなく圧着一体化し、欠陥のない中空押出材を製造することができる。 According to the present invention, after the extrusion is finished, when the remaining portion D is sheared along the end surface of the space 12 (the end surface of the annular member 4), the space that expands in a taper shape toward the extrusion direction has a deformation resistance. As it increases, it becomes a resistance against slipping out of the remaining extruded material when the container moves backward, and a smooth cut surface is obtained. When a billet is pressed against the cut surface, it is crimped and integrated without generating voids, and a hollow extruded material without defects is obtained. Can be manufactured.
以下、本発明の実施例を説明する。この実施例は、本発明の一実施態様であり、本発明はこれに限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below. This example is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this example.
実施例1
コンテナ内径160mmの6インチ押出プレスにより、JIS6063アルミニウム合金のビレットを、外径30mm、内径26mmの管に押出成形した。使用したポートホールダイス(図1〜2参照)は、4つのポートをそなえ、ポート群の外接円の径d1は120mmとする。ポートホールの後面には、厚さ20mmの環状部材を付設し、環状部材の設けられた空所の端面の口径は120mmとし、空所の内周壁面はコンテナの中心軸X−Xに対して押出方向に20°の角度で拡がっている。
Example 1
A billet of JIS6063 aluminum alloy was extruded into a tube having an outer diameter of 30 mm and an inner diameter of 26 mm by a 6-inch extrusion press having a container inner diameter of 160 mm. The used port hole die (see FIGS. 1 and 2) has four ports, and the diameter d1 of the circumscribed circle of the port group is 120 mm. An annular member having a thickness of 20 mm is attached to the rear surface of the port hole, the diameter of the end surface of the space where the annular member is provided is 120 mm, and the inner peripheral wall surface of the space is relative to the central axis XX of the container It spreads at an angle of 20 ° in the extrusion direction.
ビレットを500℃に加熱して押出加工を行い、押出終了後、コンテナを後退させて、押残りをシヤー切断したところ、切断面は平滑であり、切断面にビレットを押し付けて押継ぎを20回繰り返したが、押し出された管材にはブリスター欠陥や圧着不良欠陥の発生は認められなかった。 The billet is heated to 500 ° C to perform extrusion. After the extrusion is completed, the container is retracted and the unsettled portion is shear cut. The cut surface is smooth, and the billet is pressed against the cut surface for 20 times. Repeatedly, no blister defects or poor crimping defects were found in the extruded tubing.
比較例1
実施例1において、空所の内周壁面がコンテナの中心軸X−Xに対して押出方向に拡がっておらず、押出方向に対して平行に形成されたポートホールダイスを使用する以外は、実施例1と同様にして、20回の押継ぎを繰り返す押出成形を行ったところ、製品のうちの1/5にブリスター欠陥や圧着不良欠陥の発生が観察された。
Comparative Example 1
In Example 1, the inner peripheral wall surface of the void is not expanded in the extrusion direction with respect to the central axis XX of the container, and the implementation is performed except that a port hole die formed parallel to the extrusion direction is used. In the same manner as in Example 1, extrusion molding was repeated 20 times of splicing. As a result, generation of blister defects and defective crimping defects was observed in 1/5 of the products.
1 ポートホールダイス
2 雄型
3 雌型
4 環状部材
5 マンドレル部
6 ポート
7 ポート群
8 ブリッジ
9 雄型のベアリング部
10 雌型のベアリング部
11 ポートホールダイスの後面(雄型の後面)
12 空所
13 空所の内周壁面
14 シヤー
15 プレート
16 凹部
C コンテナ
B ビレット
E 中空押出材
R 残留押出材
D 押残り
G 空隙
d1 ポート群の外接円の直径
d2 空所の口径(空所の底部の直径、環状部材4がポートホールダイスの後面11と接する部位での空所の直径)
α 空所の内周壁面の押出方向に対する拡がり角度
DESCRIPTION OF
12
α Spreading angle of the inner wall of the void in the direction of extrusion
Claims (4)
A hollow material is extruded using the porthole die according to any one of claims 1 to 3, and after cutting off the press residue at an end surface of a space attached to the rear surface of the porthole die, a billet is formed on the cut surface. An extrusion method characterized by repeating the step of pressing and joining.
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