JP2011056525A - 押出ダイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ダイスの基盤部(21)から突出して押出材の内面を成形するマンドレル(30)が、前記基盤部(21)に対して着脱自在に取り付けられる心棒(31)と、該心棒(31)に外嵌めされるマンドレルリング(38)とを有し、前記マンドレルリング(38)が心棒(31)よりも熱膨張係数の小さい材料で構成され、前記心棒(31)の外周面およびマンドレルリング(38)の内周面が、マンドレルリング(38)を心棒(31)に外嵌めした状態において、常温時に両者間に隙間があり、押出時のダイス温度において、マンドレル(30)の軸線方向の少なくとも一部においてその隙間が無くなって両者が接触するように設定されている。
【選択図】 図1
Description
[1] ダイスの基盤部から突出して押出材の内面を成形するマンドレルが、前記基盤部に対して着脱自在に取り付けられる心棒と、該心棒に外嵌めされるマンドレルリングとを有し、
前記マンドレルリングが心棒よりも熱膨張係数の小さい材料で構成され、
前記心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面が、マンドレルリングを心棒に外嵌めした状態において、常温時に両者間に隙間があり、押出時のダイス温度において、マンドレルの軸線方向の少なくとも一部においてその隙間が無くなって両者が接触するように設定されていることを特徴とする押出ダイス。
前記凸部の基端側および前記凸部の開口側において、該凸部の外周面と凹部の内周面とが平行となる芯合わせ部が設けられている前項1に記載の押出ダイス。
XT2={〔AT1×(T2−T1)×α1+AT1〕/〔BT1×(T2−T1)×α2+BT1〕−1}×100
ただし、α1:心棒を構成する材料の熱膨張係数
α2:マンドレルリングを構成する材料の熱膨張係数(α1>α2)
T1:常温
T2:押出時のダイス温度(>T1)
AT1:常温(T1)時の心棒の外径
BT1:常温(T1)時のマンドレルリングの内径(>AT1)
しかも、押出時のダイス温度における心棒とマンドレルリングとの接触面は、マンドレルの軸線に対し、押出の下流側に向かって外向きに傾斜する傾斜面であるため、押出材料の流れがマンドレルリングを下流側へ押そうとしても、外向きの傾斜面がその動きを阻止する方向に作用して抜け止め効果を奏する。従って、マンドレルリングの動きが抑制されて高い固定安定性が得られる。
〔マンドレルの材料〕
前記マンドレル(30)において、マンドレルリング(38)を構成する材料は耐摩耗性に優れ、かつその熱膨張係数(α2)と心棒(31)を構成する材料の熱膨張係数(α1)とがα1>α2の関係を満足するものであれば特に限定されない。本実施形態においては、心棒(31)が工具鋼で形成されているのに対し、マンドレルリング(38)は前記工具鋼よりも耐摩耗性の高い超硬材料で構成されている。超硬材料としては、WC−Co等の超硬合金、高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、セラミックス等を例示できる。表1に、これらの超硬材料および工具鋼の一例およびそれらの熱膨張係数を示す。なお、心棒(31)およびマンドレルリング(38)の熱膨張係数がα1>α2の関係を満足すれば良いので、例示した材料は表1に記載した用途に限定されない。例えば、粉末高速度工具鋼の心棒に超硬合金やセラミックスのマンドレルリングを組み合わせる場合も本発明に含まれる。
図3および図4Aは、常温(T1)時におけるマンドレル(30)の要部断面図である。
図5は、温度(T)に対する心棒(31)の本体部(32)外径(A)およびマンドレルリング(38)の内径(B)の変化を示したものでる。
BT2=BT1×(T2−T1)×α2+BT1 …(II)
ただし、α1:心棒を構成する材料の熱膨張係数
α2:マンドレルリングを構成する材料の熱膨張係数
T1:常温
T2:高温(>T1)
AT1:常温(T1)時の心棒(本体部)の外径
BT1:常温(T1)時のマンドレルリングの内径(>AT1)
XT(%)=(AT/BT−1)×100 …(III)
XT1(%)=(AT1/BT1−1)×100 …(IV)
XT2=(AT2/BT2−1)×100
={〔AT1×(T2−T1)×α1+AT1〕/〔BT1×(T2−T1)×α2+BT1〕−1}×100 …(V)
押出中、マンドレルリングには材料の流れによって下流側に押す力が加わる。マンドレルリングは心棒によって径方向に締め付けられて固定されるが、下流側に押す力に対しては、マンドレルリングの両端面を台座の先端面と頭部に接触させて拘束し、あるいはさらに締め付けることによって軸線方向の固定安定性を高めることができる。また、押出軸方向の拘束力を加えることで、心棒の膨張力による締め付けのみで固定する場合よりも、締め代(XT2)を小さくすることができるので、締め代(XT2)の増大によるマンドレルリングの破損の危険性を回避できる。
マンドレルにおいては、心棒の本体部およびマンドレルリングの孔の断面形状を非円形に形成することにより、マンドレルリングの周方向の回動を阻止することができる。これにより、周方向のずれがなくなって固定安定性を高めるとともに、マンドレルリングの位置決めを行うことができる。特に、押出材の中空部の形状が円以外の場合は、周方向の位置決めが必要となるため、適用意義が大きい。非円形断面としては、角形断面、円形の一部を直線で形成した断面等である。
図7A〜図7Cはマンドレルの他の形状例であり、図1〜図4Bのマンドレル(30)とは心棒の本体部の外周形状およびマンドレルリングの内周形状が異なり、さらに芯合わせ部を有していない点が異なる。図7Aは分解図、図7Bは常温(T1)時の組み立て状態を示し、図7Cは押出時のダイス温度(T2)における状態を示している。
図3〜4Bに示すマンドレル(30)を製作した。
図7A〜図7Cに示すマンドレル(40)を製作した。
10…ポートホールダイス
11…雌型
20…雄型(押出ダイス)
30、40、50…マンドレル
24…台座(ダイス基盤)
25、54…凹部
31、41、51…心棒
32、42…本体部
32a、42a…外周面
33、52…凸部
34…頭部
38、44…マンドレルリング
38a、44a…内周面
39…ベアリング部
26、35、53、55…芯合わせ部
36、43…雄ねじ部
27、45…雌ねじ部
46…傾斜する接触面
Claims (6)
- ダイスの基盤部から突出して押出材の内面を成形するマンドレルが、前記基盤部に対して着脱自在に取り付けられる心棒と、該心棒に外嵌めされるマンドレルリングとを有し、
前記マンドレルリングが心棒よりも熱膨張係数の小さい材料で構成され、
前記心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面が、マンドレルリングを心棒に外嵌めした状態において、常温時に両者間に隙間があり、押出時のダイス温度において、マンドレルの軸線方向の少なくとも一部においてその隙間が無くなって両者が接触するように設定されていることを特徴とする押出ダイス。 - 前記心棒の着脱は、心棒および基盤部のうちのいずれか一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部との結合および結合解除によって行われ、
前記凸部の基端側および前記凸部の開口側において、該凸部の外周面と凹部の内周面とが平行となる芯合わせ部が設けられている請求項1に記載の押出ダイス。 - 押出時のダイス温度において、前記心棒とマンドレルリングの接触面が、マンドレルの軸線に対し、押出の下流側に向かって外向きに傾斜する傾斜面となる請求項1または2に記載の押出ダイス。
- 常温時において、マンドレルの軸線に対し、前記マンドレルリングの内周面および前記心棒の外周面のうちの少なくとも一方が下流側に向かって外向きに傾斜するテーパー面で形成されている請求項3に記載の押出ダイス。
- 常温(T1)時の隙間が最小となる部分において、押出時のダイス温度(T2)における心棒とマンドレルリングとの締め代(XT2)が下記式で表されるとき、常温(T1)時における前記心棒の外径(AT1)およびマンドレルリングの内径(BT1)が前記締め代(XT2)が0〜0.3%となるように設定されている請求項1〜4のいずれかに記載の押出ダイス。
XT2={〔AT1×(T2−T1)×α1+AT1〕/〔BT1×(T2−T1)×α2+BT1〕−1}×100
ただし、α1:心棒を構成する材料の熱膨張係数
α2:マンドレルリングを構成する材料の熱膨張係数(α1>α2)
T1:常温
T2:押出時のダイス温度(>T1)
AT1:常温(T1)時の心棒の外径
BT1:常温(T1)時のマンドレルリングの内径(>AT1) - 請求項1〜5のいずれかに記載の押出ダイスを用い、心棒とマンドレルリングとの間の軸線方向の少なくとも一部において隙間が無くなる温度で押出を行うことを特徴とする押出方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104289547A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-01-21 | 广西南南铝加工有限公司 | 一种铝合金空心型材挤压模具 |
CN105880309A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-24 | 扬州宏福铝业有限公司 | 一种挤制同孔径不同壁厚管材的镶块式模具 |
CN113399486A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-17 | 西北工业大学 | 一种多段式冷挤压强化装置及使用方法 |
Citations (3)
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JPS527845U (ja) * | 1975-07-02 | 1977-01-20 | ||
JPH03230812A (ja) * | 1990-02-05 | 1991-10-14 | Showa Alum Corp | 半中空押出型材製造用金型 |
JPH06512U (ja) * | 1992-06-12 | 1994-01-11 | 日本軽金属株式会社 | 中空製品押出用マンドレル |
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2009
- 2009-09-08 JP JP2009207036A patent/JP5350150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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