JP2009166081A - 押出プレスの排気押出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バープサイクルの工程時間を短縮するとともに、押出開始前にコンテナ内の脱気を十分に行うことができる押出プレスの排気押出方法を提供する。
【解決手段】ビレットをコンテナ内に挿入してアプセットした後のバープサイクルにおいて、コンテナ内壁のダイス側端面部に滞留した圧縮空気を排気する際のステムは、ビレットを介して後退するコンテナで押動して後退させ、圧縮空気を排気後のコンテナは、ビレットを介して前進するステムで押動して前進させる押出プレスの排気押出方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、アルミニウム合金などの押出プレスによるビレット押出方法に関するものであり、コンテナ内からダイスを通ってビレットが押出される前に、コンテナとビレットとの間の空気をコンテナの外に排出し、特に、コンテナ内壁のダイス側端面部に滞留する圧縮空気を排出して、押出製品に発生するブリスタを防止するようにした押出プレスにおける排気押出方法に関するものである。

コンテナよりも小径のビレットをコンテナ内に入れた後、コンテナ内でビレットをビレット後方のステムで押してダイスに押し当て、いわゆるアプセットすると、ビレットが押し潰されて中央部が膨れた太鼓状に変形し、コンテナとビレットとの間、特に、コンテナ内壁のダイス側端面部に空気が圧縮されて滞留する。前記コンテナ内に滞留した空気を排出するために、ステムとコンテナを僅かに後退させ、ダイス端面とコンテナ端面との隙間から圧縮空気を排出して、再度コンテナとステムを前進させて押出を開始する。このようにして圧縮されたコンテナ内の空気を排出する工程をバープサイクルと呼んでいるが、この工程があることで、押出サイクルに無駄な時間が発生する。

ところで、従来の押出プレスの主シリンダには、主ラムの高速移動に際して主シリンダ内の作動油を短時間に給排する手段としてのプレフィルバルブが設けられており、非押出時の主ラムの移動に際してはプレフィルバルブの開閉が不可避となり、プレフィルバルブの開閉に長い時間を要する。
また、バープサイクルにおけるコンテナとステムの移動は、コンテナシフトシリンダ及びサイドシリンダを駆動して行う。そして、コンテナとステムの移動速度は、コンテナの移動速度がステムの移動速度に比べて小さく設定されていることから速度差を有する。このため、コンテナ及びステムの後退動作においては同時作動を行うが、コンテナの移動距離に比してステムの移動距離が長く、ステムの前進動作においては動作時間が長くなる。さらに、前進動作においては、ステムとコンテナとが干渉しないよう順序作動が必要となり同時に動作することができず、動作時間が長くなる。

このように構成された従来の押出プレスの排気押出におけるバープサイクル完了までの工程を、図３に示す。従来のバープサイクルではステムの前進が停止してアプセットが完了した後の押出を開始する前に、図３（ａ）主シリンダ内の圧力を降圧し、（ｂ）プレフィルバルブを開放し、（ｃ）コンテナシフトシリンダ及びサイドシリンダを同時に作動させてコンテナとステムとを後退させ、（ｄ）コンテナとビレットの間の圧縮空気を排出する。次いで、（ｅ）コンテナシフトシリンダを作動させてコンテナを前進させ、（ｆ）サイドシリンダを作動させてステムを前進させ、（ｇ）開放したプレフィルバルブを閉じる工程で構成される。この工程の複雑さとプレフィルバルブ開閉に要する時間を含め各工程時間の長さが、バープサイクル工程の無駄時間を生じさせている。

従来のバープサイクルによる無駄時間を無くすために、コンテナ内の圧縮空気をビレットの押出を開始する前までに排出する際、コンテナを一時停止機構によって一時停止させ、ダイス端面とコンテナのダイス端面側を接触させないようにしてできた隙間から吸引手段により排出する方法が提案されている。
しかしながら、コンテナのダイス側先端部から吸引手段によって圧縮空気を排出しようとすると、コンテナ内壁とビレット外周面との間に皮一枚程度の薄い状態で空気が大気圧で残っており、十分な脱気が行われ難いといった問題があった。（特許文献１参照）
特開平７−２７５９２７号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、従来の問題点を解決した押出プレスの排気押出方法を提供することを目的とする。具体的には、バープサイクルの工程時間を短縮するとともに、押出開始前にコンテナ内の排気を十分に行うことができる押出プレスの排気押出方法を提供することが、本発明の課題である。

本発明の請求項１に記載の押出プレスの排気押出方法は、コンテナ内にビレットを挿入した後、コンテナ内でビレットをステムで押圧してアプセットを行い、コンテナとビレットの間で圧縮された空気を、前記コンテナと前記ステムとを後退させダイス端面とコンテナ端面との隙間から排気する押出プレスにおける排気押出方法であって、前記圧縮空気を排気する際の前記ステムは、前記ビレットを介して後退する前記コンテナで押動して後退させ、前記圧縮空気を排気後の前記コンテナは、前記ビレットを介して前進する前記ステムで押動して前進させるようにした。

本発明の請求項２に記載の押出プレスの排気押出方法は、請求項１に記載の発明において、前記ステムの後退に伴う主シリンダ内の作動油の排出を、前記主シリンダに設けたステム後退微速排油手段を操作して行うようにした。

本発明の請求項３に押出プレスの排気押出方法は、請求項１又は請求項２のいずれかにに記載の発明において、アプセットされてコンテナ内壁に固着したビレット外周面と前記コンテナ内壁との間で作用する摩擦力により、コンテナ内に前記ビレットを保持した。

本発明に係る押出プレスの排気押出方法は、圧縮空気を排出する際のコンテナ及びステムの後退動作を、コンテナがステムを押動して行う。又、コンテナ及びステムの後退した後の前進動作を、ステムがコンテナを押動して行う。このように、コンテナとステムがビレットを介して互いに押動して連動する構成としたので、排気動作の工程が省略され、サイクル時間を短縮することができる。
そして、ステムとダイスの後退よってコンテナ端面とダイス端面の間に隙間を設けてダイス側端面のコンテナ内壁部に滞留する圧縮空気を排出する排気押出方法としたので、コンテナ内に滞留した圧縮空気を全て排気することができ、製品にブリスタ等の不良のない製品を得ることができる。

又、主シリンダに、主シリンダ内の作動油を排出するステム後退微速排油手段を設け、ステムの後退に際してステム後退微速排油手段を操作して行うこととしたので、主シリンダ降圧後からステムの後退までの工程時間を短縮することができる。更に、コンテナ及びステムが後退して圧縮空気を排気した後からコンテナ及びステムの前進動作までの工程時間を短縮することができる。
そして、コンテナ及びステムを押動するに際して、コンテナ内壁とビレット外周面との間で作用する摩擦力を用いたので、コンテナとステムが一体化されて同時作動を行うことができ、工程が省略され、サイクル時間を短縮することができる。

以下に、本発明に係る押出プレスの排気押出方法の実施形態を、図１〜図２を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を示すものであるが、本発明は図面に示される情報に制限されない。本発明を実施し又検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。なお、以下の記載において、一般的な技術、公知の技術、汎用の技術は省略している。

図１は本発明に用いる押出プレスの概要を説明する断面図、図２は本発明の排気押出におけるバープサイクル完了までの工程を説明する図である。
図１に示すように、本発明に用いる押出プレスは、エンドプラテン１０と主シリンダ１２を対向して配置し、両者を複数のタイロッド１４によって連結している。エンドプラテン１０の内側面には押出孔が形成されたダイス１６を挟んでコンテナ１８が配置され、コンテナ１８内にビレット２０を装填し、これをダイス１６に向けて押出加圧することでダイス孔に応じた断面の押出材が押出成形される。

押出作用力を発生させる主シリンダ１２は、主ラム１３を内蔵し、これをコンテナ１８に向けて加圧移動可能としている。１９はコンテナホルダであり、コンテナ１８が取付けられている。
この主ラム１３の前端部にはコンテナ１８のビレット装填穴と同芯配置されるように、ステム２４がコンテン１８に向けて突出状態でクロスヘッド２２を介して取付けられている。従って、主シリンダ１２を駆動してクロスヘッド２２を前進させると、ステム２４がコンテナ１８のビレット装填穴に挿入され、装填されたビレット２０の後端面を加圧して押出材を押出すのである。

主シリンダ１２には、押出軸芯と平行に複数のサイドシリンダ１５が取付けられており、そのシリンダロッド１５Ａがクロスヘッド２２に連結されている。これによって押出工程の準備工程としてステム２４をコンテナ１８に近接させた位置に初期移動させ、押出加圧動作は主シリンダ１２及びサイドシリンダ１５の両者用いて行わせる。
又、押出完了後の工程としてステム２４をコンテナ１８から離間させたビレット２０をコンテナ１８に供給する位置に移動させる構成となっている。

更に、主シリンダ１２には、ステム２４を準備工程としての押出初期位置と、押出完了後のビレット２０供給位置に移動させるに際して、主シリンダ１２内の作動油を給排するプレフィルバルブ２３が設けられており、バルブ本体２３Ａ、シリンダ部２３Ｂ、バルブ２３Ｃで基本構成される。バルブ２３Ｃは、シリンダ部２３Ｂによって駆動されてオイルタンク２５と主シリンダ１２との通路を押出動作に応じて連通又は遮断する。

なお、前記エンドプラテン１０には、押出軸心と平行に複数のコンテナシフトシリンダ１７が取付けられており、そのシリンダロッド１７Ａがコンテナホルダ１９に連結されている。これによって、コンテナ１８をダイス１６に対して離接自在に移動させる。
主シリンダ１２、コンテナシフトシリンダ１７及びプレフィルバルブ２３は油圧回路３１を介して油圧駆動源３０と連結され圧油が供給される。
又、排気手段と連通するシールリングをコンテナ１８のダイス端面側とダイス１６との間に設けて、コンテナ１８と押出ステム２４が後退することでコンテナ内壁とビレット２０との隙間から空気が排出される構成が用いられても良い。

図１を参照して、油圧回路３１の構成について説明する。符号３３は、排気の際のステム２４後退に伴う主シリンダ１２内の作動油の排出を行うステム後退微速排油手段である主ラム微少後退用バルブで、パイロットチェックバルブ３３Ａとパイロットを制御する電磁式切替え弁３３Ｂで基本構成される。電磁式切替え弁３３Ｂのソレノイドを励磁することでパイロットチェックバルブ３３Ａが開き主シリンダ１２内とタンクが連通され、作動油をタンク２５に還流することができる。
コンテナシフトシリンダ１７は電磁式切替え弁３５により、サイドシリンダ１５は電磁式切替え弁３６により、プレフィルバルブ２３は電磁式切替え弁３７によりそれぞれ切替え制御される。即ち、所望のソレノイドを励磁又は消磁することで各アクチェータを作動させる。

電磁式切替え弁４１を介して主シリンダ１２に圧油が供給され押出が行われる。符号４２は、ビレット２０をアプセットした後のバープサイクル工程時、及び押出工程完了時に主シリンダ１２内に封圧された油圧圧力の降圧を行う電磁式切替え弁である。ソレノイドを励磁することで絞り弁に切り替わるとともに、タンクラインに連通して主シリンダ１２内の圧力を大気圧力近くまで開放する。
そして、油圧回路３１には主シリンダ１２及びサイドシリンダ１５の油圧圧力を検出する圧力センサ４５、４６が設けられている。
サイドシリンダ１５に設けた圧力センサ４６は、ステム２４が前進してビレット２０をコンテナ１８内に挿入し、ビレット２０の端面がダイス１６に当接した際の所定の圧力を検出する。該検出した信号が制御装置に送られ、制御装置の指令によりビレット挿入の工程を完了し、ビレットのアプセット工程に移行する。
また、主シリンダ１２に設けた圧力センサ４５は、ビレット２０のアプセットにおける主ラム１３に作用する所定の圧力を検出する。該検出した信号が制御装置に送られ、制御装置の指令によりアプセットの工程を完了し、排気工程に移行する。

次に、以上のように構成された押出プレスを用いた押出プレスの排気押出方法について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、本発明の排気押出におけるバープサイクルではステム２４の前進が停止してアプセットが完了した後の押出が開始前に、図２（ａ）主シリンダ１２内の圧力を電磁式切替え弁４２のソレノイドを励磁して降圧し、（ｂ）電磁式切替え弁３３のソレノイドを励磁して主ラム微少後退用バルブ３３を開放し、（ｃ）電磁式切替え弁３５のソレノイド（ａ）を励磁してコンテナシフトシリンダ１７を作動させてコンテナ１３とステム２４とを後退させ、（ｄ）コンテナ１８内の圧縮空気を排出する。次いで、（ｅ）電磁式切替え弁３３のソレノイドを消磁して主ラム微少後退用バルブ３３を閉じ、（ｆ）電磁式切替え弁３６のソレノイド（ｂ）を励磁してサイドシリンダ１５を作動させてステム２４とコンテナ１８とを前進させるとともに、電磁式切替え弁４１のソレノイドを励磁して主シリンダ１２を加圧する工程となる。これにより排気工程が完了し、コンテナ１８内でビレット２０がダイス１６に押圧されて押出工程が開始される。
ここで、押出開始前にコンテナ前進限にてバルブ５３を励磁してコンテナシールシリンダ１７のロッド側にコンテナシール油圧源５０から圧油を供給し、コンテナシール圧力を確認した後に押出工程に移行する。

図２（ｂ）において、ビレット２０をアプセットした後にコンテナ１８及びステム２４が後退して形成するコンテナ１８のダイス端面側とダイス１６との隙間は数ミリメートルであり、僅かの油量の排出で主ラム１３の後退が完了する。主ラム１３の後退に伴う主シリンダ１２からの油の排出は、主シリンダ１２に設けた主ラム微少後退用バルブ３３を開放して行われ、この主ラム微少後退用バルブ３３は前述した排出油量に応じた大きさに設定されている。このため、従来のプレフィルバルブの開閉時間に比べバルブの開閉時間が大幅に短縮され、主シリンダ１２内の圧力降圧完了からコンテナ１８及びステム２４に後退指令するまでのサイクル時間を短縮することができる。また、コンテナ１８内の圧縮空気を排出した後のコンテナ１８及びステム２４に前進指令するまでの工程時間も短縮することができる。

図２（ｃ）において、サイドシリンダ１５を制御する電磁式切替え弁３６の中間ポジションは、シリンダのロッド側とヘッド側がタンクラインに連通しており、ピストンロッド１５Ａの後退に伴いシリンダヘッド側からの排出油はシリンダロッド側及びタンクラインへ還流される。このようにして、ステム２４は、クロスヘッド２２及び主ラム１３と共にコンテナ１８に押動されて移動し、所定のストロークまで後退する。

図２（ｆ）において、コンテナシフトシリンダ１７を制御する電磁式切替え弁３５の中間ポジションは、シリンダのロッド側とヘッド側がタンクラインに連通しており、ピストンロッド１７Ａの後退に伴いシリンダヘッド側からの排出油はシリンダロッド側及びタンクラインへ還流される。このようにして、コンテナ１８は、コンテナホルダ１９と共にステム２４に押動されて前進し、ダイス１６の端面に当接して停止する。
このように、ステム２４とコンテナ１８が同時に前進するようにしたので、押出材が押出されるまでの工程時間を大幅に短縮することができる。
次いで、コンテナ前進限にてバルブ５３を励磁してコンテナシールシリンダ１７のロッド側にコンテナシールポンプ５０から圧油を供給し、コンテナシール力を発生させるとともに、主シリンダ１２及びサイドシリンダ１５に圧油を作用させることで押出材が押出される。

コンテナ１８内に挿入の後、ステム１８によって押圧されてコンテナ内で潰れたビレット２０の外周面は、押圧よってコンテナ内壁との間に貼着される。このように、コンテナ１８内壁とビレット２０の外周面との間に貼着力が作用することで、ビレット２０を介し、コンテナ１８の移動によるステム２４の後退動作やステム２４の移動に伴うコンテナ１８の前進動作を行うことが可能となる。
なお、本発明における実施の形態において、前進とは押出方向の動作を示し、後退とはその反対方向の動作を示す。

以上説明したように、従来のプレフィルバルブに替わり主シリンダに主ラム微少後退用排油手段を設けて操作することで、バープサイクルの際のコンテナとステムが後退及び前進移動するまでの工程時間を短縮した。更に、コンテナとステムの前進移動を同時動作とすることで押出開始までの工程時間とを短縮し、バープサイクルにおける工程時間を大幅に短縮することができた。

前述した理由により、本発明の押出プレスの排気押出方法は、サイクルタイムが短縮され押出材の生産性が向上するという優れた利点を有している。
また、押出開始前にコンテナ内の排気を十分に行うことができ、押出製品に発生するブリスタを防止するという優れた効果を有する。

本発明に用いる押出プレスの概要を説明するための断面図である。 本発明の排気押出におけるバープサイクル完了までの工程を説明するための図面である。 従来の排気押出におけるバープサイクル完了までの工程を説明するための図面である。

符号の説明

１２ 主シリンダ
１３ 主ラム
１６ ダイス
１８ コンテナ
２０ ビレット
２４ ステム
３３ ステム後退微速排油手段

Claims (3)

1. コンテナ内にビレットを挿入した後、コンテナ内でビレットをステムで押圧してアプセットを行い、コンテナとビレットの間で圧縮された空気を、前記コンテナと前記ステムとを後退させダイス端面とコンテナ端面との隙間から排気する押出プレスにおける排気押出方法であって、
   前記圧縮空気を排気する際の前記ステムは、前記ビレットを介して後退する前記コンテナで押動して後退させ、
   前記圧縮空気を排気後の前記コンテナは、前記ビレットを介して前進する前記ステムで押動して前進させるようにしたことを特徴とする押出プレスの排気押出方法。
2. 前記ステムの後退に伴う主シリンダ内の作動油の排出は、前記主シリンダに設けたステム後退微速排油手段を操作して行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の押出プレスの排気押出方法。
3. アプセットされてコンテナ内壁に固着したビレット外周面と前記コンテナ内壁との間で作用する摩擦力により、コンテナ内に前記ビレットを保持したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の押出プレスの排気押出方法。

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