JP2011177762A - Extruding die - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、中空材の押出加工に用いる押出ダイスに関する。 The present invention relates to an extrusion die used for extrusion of a hollow material.
なお、本明細書および特許請求の範囲の記載において、押出材および押出材料の進む方向を下流または下流側と称し、逆方向を上流または上流側と称する。 In the description of the present specification and claims, the direction in which the extruded material and the extruded material travel is referred to as downstream or downstream side, and the reverse direction is referred to as upstream or upstream side.
押出ダイスにおいては、ベアリング部に耐摩耗性を与えるために、ベアリング部を含むダイスの一部に超硬合金やセラミック等の超硬材料が用いられている(特許文献1〜3参照)。
In an extrusion die, a cemented carbide material such as cemented carbide or ceramic is used for a part of the die including the bearing unit in order to give wear resistance to the bearing unit (see
特許文献1には、工具鋼からなるダイケースの凹部内に超硬材料からなるリング状ダイスを焼嵌めしたダイスが記載されている。特許文献2には、マンドレルの心棒を工具鋼で形成し、この心棒に超硬材料からなるマンドレルリングを外嵌めし、心棒の先端に抜け止め用ナットを取り付けてマンドレルリングを心棒に固定するように構成したポートホールダイスの雄型が記載されている。また、特許文献3に記載されているダイスは、心棒とマンドレルリングとの間に心棒よりも軟らかいスリーブを介在させてマンドレルリングを焼嵌めしたものであり、スリーブを圧縮変形させることによってマンドレルリングの割れを抑制するというものである。
しかし、超硬材料を焼嵌めするタイプのダイスは、押出の準備工程やメンテナンスに手間がかかるという問題点がある。 However, the type of die for shrink-fitting a super hard material has a problem that it takes time and effort for the preparation process and maintenance of extrusion.
また、超硬材料は工具鋼よりも熱膨張係数が小さく、かつ工具鋼よりも引張力に弱いという特性がある。このため、工具鋼からなる心棒に超硬材料からなるマンドレルリングを外嵌めする場合、熱間押出時に心棒が膨張し、マンドレルリングに対する締め付け力が強すぎると破損するおそれがある。逆に、締め付け力が弱すぎると、マンドレルリングがしっかりと固定されず、押出材の押継ぎ部に波打ちが発生したり、偏肉するおそれがある。また、押出材料の流れによってマンドレルリングが心棒から外れるおそれがある。 In addition, cemented carbide has a characteristic that its thermal expansion coefficient is smaller than that of tool steel, and it is weaker in tensile force than tool steel. For this reason, when a mandrel ring made of a super hard material is externally fitted to a mandrel made of tool steel, the mandrel expands during hot extrusion and may be damaged if the clamping force against the mandrel ring is too strong. On the other hand, if the tightening force is too weak, the mandrel ring is not firmly fixed, and there is a possibility that the piecing portion of the extruded material may be wavy or uneven. Further, the mandrel ring may come off the mandrel due to the flow of the extruded material.
また、特許文献3のダイスは、スリーブを圧縮変形させるものであるから、押出の度にスリーブを交換しなければならず、メンテナンスの手間と費用がかかるものであった。しかも、マンドレルリングと心棒の熱膨張係数の差が小さい場合やマンドレルリングの熱膨張係数が心棒の熱膨張係数よりも大きい場合には、十分な締め代を与えることができなくなってマンドレルリングの固定安定性が低下し、押出材の偏肉やマンドレルリングの破損原因となる。 In addition, since the die of Patent Document 3 compresses and deforms the sleeve, the sleeve has to be replaced every time the extrusion is performed, which requires maintenance and cost. In addition, when the difference between the thermal expansion coefficients of the mandrel ring and mandrel is small, or when the mandrel ring has a larger coefficient of thermal expansion than the mandrel ring, the mandrel ring cannot be sufficiently tightened and the mandrel ring is fixed. Stability is lowered, causing uneven thickness of the extruded material and breakage of the mandrel ring.
本発明は、上述した技術背景に鑑み、心棒にマンドレルリングを外嵌めする押出ダイスにおいて、マンドレルリングを安定して固定でき、メンテナンスを簡単に行える押出ダイスの提供を目的とする。 In view of the above-described technical background, an object of the present invention is to provide an extrusion die in which a mandrel ring can be stably fixed and maintenance can be easily performed in an extrusion die for externally fitting a mandrel ring to a mandrel.
即ち、本発明は下記[1]〜[6]に記載の構成を有する。 That is, this invention has the structure as described in following [1]-[6].
[1]押出材の内面を成形するマンドレルが、心棒と、該心棒に中間締めリングを介して外嵌めされるマンドレルリングとを有し、
前記中間締めリングは、心棒およびマンドレルリングよりも熱膨張係数の大きい材料で構成され、
前記心棒の外周面、中間締めリングの内周面、中間締めリングの外周面およびマンドレルリングの内周面が、前記心棒に中間締めリングを介してマンドレルリングを外嵌めした状態において、常温時に心棒と中間締めリングとの間および中間締めリングとマンドレルリングとの間の少なくとも一方に隙間があり、押出時のダイス温度時に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。
[1] A mandrel for molding the inner surface of the extruded material has a mandrel and a mandrel ring that is externally fitted to the mandrel via an intermediate fastening ring.
The intermediate fastening ring is made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the mandrel and mandrel ring,
When the outer peripheral surface of the mandrel, the inner peripheral surface of the intermediate tightening ring, the outer peripheral surface of the intermediate tightening ring, and the inner peripheral surface of the mandrel ring are externally fitted to the mandrel via the intermediate tightening ring, the mandrel at normal temperature There is a gap between at least one of the ring and the intermediate ring and between the intermediate ring and the mandrel ring so that the gap disappears in at least a part of the mandrel in the axial direction at the time of the die temperature at the time of extrusion. Extrusion dies characterized by being set to.
[2]前記中間締めリングの体積は、心棒とマンドレルリングとの間に形成される空間の体積に対し、常温時においてその空間の体積よりも小さく、押出時のダイス温度時においてその空間の体積よりも大きくなるように設定されている前項1に記載の押出ダイス。
[2] The volume of the intermediate tightening ring is smaller than the volume of the space formed at a normal temperature with respect to the volume of the space formed between the mandrel and the mandrel ring, and the volume of the space at the die temperature during extrusion. The extrusion die according to the preceding
[3]前記心棒の外周面、中間締めリングの内周面、中間締めリングの外周面およびマンドレルリングの内周面のうちの少なくとも1つの周面がマンドレルの軸線に対して傾斜するテーパー面で形成されている前項1または2に記載の押出ダイス。 [3] A tapered surface in which at least one of the outer peripheral surface of the mandrel, the inner peripheral surface of the intermediate tightening ring, the outer peripheral surface of the intermediate tightening ring, and the inner peripheral surface of the mandrel ring is inclined with respect to the axis of the mandrel. 3. The extrusion die according to 1 or 2 above, which is formed.
[4]前記心棒の熱膨張係数(α1)、マンドレルリングの熱膨張係数(α2)、中間締めリングの熱膨張係数(α3)は、α2≦α1<α3なる関係を満たしている前項1〜3のいずれかに記載の押出ダイス。
[4] the thermal expansion coefficient of the mandrel (alpha 1), the thermal expansion coefficient of the mandrel ring (alpha 2), the thermal expansion coefficient of the intermediate clamping ring (alpha 3) satisfies α 2 ≦ α 1 <α 3 the relationship The extrusion die according to any one of the preceding
[5]前記マンドレルの軸線方向において、心棒の長さが中間締めリングの長さおよびマンドレルリングよりも短く設定されている前項1〜4のいずれかに記載の押出ダイス。 [5] The extrusion die according to any one of [1] to [4], wherein the length of the mandrel is set shorter than the length of the intermediate tightening ring and the mandrel ring in the axial direction of the mandrel.
[6]前項1〜5のいずれかに記載の押出ダイスを用い、
マンドレルの軸線方向の少なくとも一部において、心棒と中間締めリングとの間および中間締めリングとマンドレルリングとの間の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。
[6] Using the extrusion die according to any one of
An extrusion method characterized by performing extrusion at a temperature at which there is no gap between the mandrel and the intermediate fastening ring and between the intermediate fastening ring and the mandrel ring in at least a part of the mandrel in the axial direction.
上記[1]に記載の発明は、心棒に中間締めリングを介してマンドレルリングを外嵌めしたマンドレルにおいて、中間締めリングが心棒およびマンドレルリングよりも熱膨張係数の大きい材料で構成されている。このため、ダイスが押出時の温度になって三者がそれぞれの熱膨張係数に基づいて膨張すると、径方向の外側をマンドレルリングによって拘束されている中間締めリングは内径が小さくなる方向にも膨張し、心棒の外径拡大と相俟って中間締めリングが心棒に対して締まる方向に変化する。また、中間締めリングの外径拡大量がマンドレルリングの内径拡大量を上回るので、マンドレルリングは中間締めリングに対して締まる方向に変化する。かかる熱膨張により、常温時に心棒と中間締めリングとの間の隙間および中間締めリングとマンドレルリングとの間の隙間が無くなり、これらが接触することにより、マンドレルリングは中間締めリングを介して心棒に固定される。このように、マンドレルリングが心棒に固定された状態で押出を行うと、押出材の偏肉が抑制されて高品質の押出材を製造することができる。また、常温時には心棒と中間締めリングとの間および中間締めリングとマンドレルリングとの間の少なくとも一方に隙間があるので、マンドレルリングの心棒への着脱が容易であり、マンドレルリングの交換等のメンテナンスを簡単に行える。 In the invention described in [1], in the mandrel in which the mandrel ring is externally fitted to the mandrel via the intermediate tightening ring, the intermediate tightening ring is made of a material having a larger thermal expansion coefficient than the mandrel and the mandrel ring. For this reason, when the die reaches the temperature at the time of extrusion and the three expand based on their respective thermal expansion coefficients, the intermediate tightening ring that is constrained by the mandrel ring on the outer side in the radial direction also expands in the direction in which the inner diameter decreases. In combination with the expansion of the outer diameter of the mandrel, the intermediate tightening ring changes in the direction in which it is tightened with respect to the mandrel. Further, since the outer diameter expansion amount of the intermediate tightening ring exceeds the inner diameter expansion amount of the mandrel ring, the mandrel ring changes in a direction to be tightened with respect to the intermediate tightening ring. Such thermal expansion eliminates the gap between the mandrel and the intermediate tightening ring and the gap between the intermediate tightening ring and the mandrel ring at room temperature, and the mandrel ring is brought into contact with the mandrel via the intermediate tightening ring when they come into contact with each other. Fixed. Thus, when extrusion is performed with the mandrel ring fixed to the mandrel, uneven thickness of the extruded material is suppressed, and a high-quality extruded material can be produced. In addition, since there is a gap between the mandrel and the intermediate tightening ring and at least one of the intermediate tightening ring and the mandrel ring at normal temperature, the mandrel ring can be easily attached to and detached from the mandrel, and maintenance such as replacement of the mandrel ring Can be done easily.
上記[2]に記載の発明によれば、常温時においてマンドレルリングの着脱を特に円滑に行え、かつ押出時の温度においてはマンドレルリングの高い位置安定性を得ることができる。 According to the invention described in [2] above, the mandrel ring can be attached and detached particularly smoothly at room temperature, and high position stability of the mandrel ring can be obtained at the temperature during extrusion.
上記[3]に記載の発明によれば、マンドレルリングの抜け止め効果を得てマンドレルリングの位置安定性を高めることができる。 According to the invention described in [3] above, the mandrel ring can be prevented from coming off and the position stability of the mandrel ring can be improved.
上記[4]に記載の発明によれば、マンドレルリングに対する締め付け力が高められてマンドレルリングの位置安定性を高めることができる。 According to the invention described in [4] above, the clamping force for the mandrel ring can be increased and the position stability of the mandrel ring can be increased.
上記[5]に記載の発明によれば、マンドレルの軸線方向におけるマンドレルリングの位置安定性を高め、かつ中間締めリングの熱膨張を効率良く径方向に導くことができる。 According to the invention described in [5] above, it is possible to improve the position stability of the mandrel ring in the axial direction of the mandrel, and to efficiently guide the thermal expansion of the intermediate fastening ring in the radial direction.
上記[6]に記載の発明によれば、押出はマンドレルリングが心棒に固定された状態で行われているので、押出材の偏肉を抑制することができる。 According to the invention described in [6] above, since extrusion is performed in a state where the mandrel ring is fixed to the mandrel, uneven thickness of the extruded material can be suppressed.
図1および図2に示すポートホールダイス(10)は、中空押出材(1)の外周面を成形する雌型(11)と内周面を成形する雄型(20)とが組み合わされてなり、前記雄型(20)が本発明の押出ダイスの一実施形態である。 The port hole die (10) shown in FIGS. 1 and 2 is a combination of a female die (11) for molding the outer peripheral surface of the hollow extruded material (1) and a male die (20) for molding the inner peripheral surface. The male mold (20) is an embodiment of the extrusion die of the present invention.
雌型(11)は、中央部にベアリング孔(12)を有し、ベアリング孔(12)の下流側にはリリーフ孔(13)が形成され、上流側には溶着室用凹部(14)が形成されている。 The female mold (11) has a bearing hole (12) in the center, a relief hole (13) is formed on the downstream side of the bearing hole (12), and a recess (14) for the welding chamber is formed on the upstream side. Is formed.
前記雄型(20)は、ダイス基盤(21)の中央から下流側にマンドレル(30)が突出し、このマンドレル(30)の周囲に押出方向に貫通する複数個のポートホール(22)を有している。隣接するポートホール(22)(22)間には、下流側に突出する前記マンドレル(30)をその基端部で支持する脚部(23)が形成されている。 The male mold (20) has a plurality of port holes (22) penetrating in the extrusion direction around the mandrel (30), with a mandrel (30) protruding downstream from the center of the die base (21). ing. Between adjacent port holes (22) and (22), leg portions (23) for supporting the mandrel (30) protruding downstream are supported at the base end portions.
図3に示すように、前記マンドレル(30)は心棒(32)、マンドレルリング(35)、中間締めリング(40)を備えている。前記マンドレル(30)において、ダイスの基盤部(21)から一体に続く台座(31)の先端側に径の小さい心棒(32)が一体に形成され、前記台座(31)と心棒(32)との直径差によりこれらの間には段部(33)が形成されている。前記心棒(32)の先端側はさらに径小となって、外周面に螺旋状のネジ溝が形成されたボルト部(34)が一体に形成されている。前記台座(31)、心棒(32)およびボルト部(34)は同軸上に形成されている。マンドレルリング(35)は、外周面に、押出材(1)の内周面を成形するベアリング部(36)が突設された環状体である。中間締めリング(40)は心棒(32)とマンドレルリング(35)との間に配置する環状体である。前記心棒(32)の外周面、中間締めリング(40)の内周面および外周面、マンドレルリング(35)の内周面はいずれもマンドレル(30)の軸線に平行である。ナット(37)は抑え部材であり、前記ボルト部(34)のネジ溝に螺合されるネジ孔(38)を有している。而して、前記心棒(32)に中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)を外嵌めして段部(33)に当接させ、ボルト部(34)にナット(37)のネジ孔(38)を螺合させると、中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)は段部(33)とナット(37)に挟まれて、軸線方向の所定位置に配置される。前記心棒(32)、中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)の材料特性および寸法については後に詳述する。 As shown in FIG. 3, the mandrel (30) includes a mandrel (32), a mandrel ring (35), and an intermediate tightening ring (40). In the mandrel (30), a mandrel (32) having a small diameter is integrally formed on the distal end side of the pedestal (31) that integrally extends from the base portion (21) of the die, and the pedestal (31) Due to the difference in diameter, a step (33) is formed between them. The distal end side of the mandrel (32) is further reduced in diameter, and a bolt portion (34) having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface is integrally formed. The base (31), the mandrel (32) and the bolt part (34) are formed coaxially. The mandrel ring (35) is an annular body in which a bearing portion (36) for forming the inner peripheral surface of the extruded material (1) projects from the outer peripheral surface. The intermediate fastening ring (40) is an annular body disposed between the mandrel (32) and the mandrel ring (35). The outer peripheral surface of the mandrel (32), the inner and outer peripheral surfaces of the intermediate fastening ring (40), and the inner peripheral surface of the mandrel ring (35) are all parallel to the axis of the mandrel (30). The nut (37) is a holding member, and has a screw hole (38) screwed into the screw groove of the bolt part (34). Thus, the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35) are externally fitted to the mandrel (32) and brought into contact with the stepped portion (33), and the screw portion of the nut (37) is inserted into the bolt portion (34). When (38) is screwed together, the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35) are sandwiched between the step portion (33) and the nut (37), and are arranged at predetermined positions in the axial direction. The material properties and dimensions of the mandrel (32), intermediate fastening ring (40) and mandrel ring (35) will be described in detail later.
前記雌型(11)と雄型(20)とを組み合わせると、雌型(11)のベアリング孔(12)内に雄型(20)のマンドレルリング(35)のベアリング部(36)が嵌り込んでこれらの間に環状の成形用間隙(符号なし)が形成され、雌型(11)の溶着室用凹部(14)の一部が雄型(20)の端面で塞がれてポートホール(22)に連通する溶着室を形成する。そして、各ポートホール(22)に流入した押出材料は溶着室で合流し、成形用間隙から中空部(2)を有する押出材(1)として押出される。 When the female mold (11) and the male mold (20) are combined, the bearing portion (36) of the mandrel ring (35) of the male mold (20) is fitted into the bearing hole (12) of the female mold (11). An annular molding gap (not shown) is formed between them, and a part of the recess (14) for the welding chamber of the female mold (11) is blocked by the end face of the male mold (20), and the port hole ( 22) A welding chamber that communicates with is formed. Then, the extruded materials that have flowed into the respective port holes (22) merge in the welding chamber and are extruded from the forming gap as an extruded material (1) having a hollow portion (2).
〔心棒、中間締めリング、マンドレルリングの間の隙間〕
前記マンドレル(30)は、心棒(32)に中間締めリングを介してマンドレルリング(35)を外嵌めしたものである。そして、常温時に心棒(32)と中間締めリング(40)との間、および中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間の少なくとも一方に隙間があり、押出時のダイス温度時にマンドレル(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。
[Gap between mandrel, intermediate tightening ring and mandrel ring]
The mandrel (30) is obtained by externally fitting a mandrel ring (35) to a mandrel (32) through an intermediate tightening ring. There is a gap in at least one of the mandrel (32) and the intermediate tightening ring (40) and between the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35) at normal temperature, and the mandrel at the die temperature during extrusion. It is set so that there is no gap in at least a part of the axial direction of (30) and the two contact each other.
本発明における「押出時のダイス温度」とは、心棒(32)、中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)が高温押出時に所定の温度となり、そのときの温度をいう。 The “die temperature at the time of extrusion” in the present invention refers to the temperature at which the mandrel (32), the intermediate fastening ring (40) and the mandrel ring (35) reach a predetermined temperature during high temperature extrusion.
また、心棒(32)と中間締めリング(40)との間の隙間(S1)および中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間の隙間(S2)の有無、および隙間(S1)(S2)の大きさは直径差によって定義する。即ち、任意のダイス温度(T)において、熱膨張係数から計算される心棒(32)の外径をAT、マンドレルリング(35)の内径をBT、中間締めリング(40)の内径をCT、中間締めリング(40)の外径をDTで表すとき、以下のように定義する。 Also, the presence or absence of the gap (S 2) between the mandrel (32) and the gap between the intermediate clamping ring (40) (S 1) and the intermediate clamping ring (40) and the mandrel ring (35), and a clearance ( The magnitude of S 1 ) (S 2 ) is defined by the difference in diameter. That is, at an arbitrary die temperature (T), the outer diameter of the mandrel (32) calculated from the thermal expansion coefficient is A T , the inner diameter of the mandrel ring (35) is B T , and the inner diameter of the intermediate tightening ring (40) is C When T and the outer diameter of the intermediate tightening ring (40) are represented by DT , they are defined as follows.
図4Aに示すように、心棒(32)と中間締めリング(40)との間に隙間(S1)がある状態とは、心棒(32)の外径(AT)<中間締めリング(40)の内径(CT)の関係を満足する状態であり、両者間にクリアランスが存在して中間締めリング(40)が心棒(32)に対して緩んでいることを意味する。また、隙間(S1)の大きさは中間締めリング(40)の内径(CT)と心棒(32)の外径(AT)との差(CT−AT)であり、S1=CT−AT>0である。図4Aは心棒(32)と中間締めリング(40)との軸合わせがなされた状態を示しており、心棒(32)の外周面と中間締めリング(40)の内周面との間の距離は周方向で一定である。しかし、軸合わせがなされていない場合は両者間の距離が周方向で変化し、例えば図4Bのように周方向の一部で両者が接触することもある。後者の場合も心棒(32)と中間締めリング(40)との間に隙間がある状態(S1>0)であり、中間締めリング(40)は心棒(32)に対して緩んだ状態である。
As shown in FIG. 4A, a state where there is a gap (S 1 ) between the mandrel (32) and the intermediate tightening ring (40) means that the outer diameter (A T ) of the mandrel (32) <intermediate tightening ring (40 ) Satisfying the relationship of the inner diameter (C T ), which means that there is a clearance between them and the intermediate tightening ring (40) is loose with respect to the mandrel (32). Further, a gap difference between the outer diameter (A T) of the size of the (S 1) is the inner diameter of the intermediate clamping ring (40) (C T) and the mandrel (32) (C T -A T ),
一方、隙間(S1)が無くなって心棒(32)の外周面と中間締めリング(40)の内周面とが接触している状態とは、図4Cに示すように、心棒(32)の外径(AT)≧中間締めリング(40)の内径(CT)の関係を満足する状態であり、S1=CT−AT≦0である。心棒(32)の外径(AT)と中間締めリング(40)の内径(CT)が等しい(AT=CT)ときはS1=0であり、両者は接触しているが締め付け力は利いていない。また、心棒(32)の外径(AT)が中間締めリング(40)の内径(CT)よりも大きい(AT>CT)ときはS1<0であり、両者が接触しかつ心棒(32)に締め付けられている状態であり、その直径差(CT−AT)が中間締めリング(40)を内側から締め付ける力として作用し、中間締めリング(40)に周方向の引張力が付与されるので、ますます心棒(32)から外れにくくなってしっかりと固定される。 On the other hand, the state where the clearance (S 1 ) is eliminated and the outer peripheral surface of the mandrel (32) and the inner peripheral surface of the intermediate tightening ring (40) are in contact with each other as shown in FIG. 4C. In this state, the relationship of the outer diameter (A T ) ≧ the inner diameter (C T ) of the intermediate fastening ring (40) is satisfied, and S 1 = C T −A T ≦ 0. Mandrel (32) the outer diameter of (A T) and the inside diameter (C T) is equal to the intermediate clamping ring (40) (A T = C T) when is S 1 = 0, both clamping is in contact Power is not good. When the outer diameter (A T ) of the mandrel (32) is larger than the inner diameter (C T ) of the intermediate tightening ring (40) (A T > C T ), S 1 <0, It is in a state of being tightened on the mandrel (32), and the difference in diameter (C T -A T ) acts as a force for tightening the intermediate tightening ring (40) from the inside, and the intermediate tightening ring (40) is pulled in the circumferential direction. As force is applied, it becomes more difficult to come off the mandrel (32) and it is firmly fixed.
同様に、中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間に隙間(S2)がある状態とは、図4Aおよび図4Bに示すように、中間締めリング(40)の外径(DT)<マンドレルリング(35)の内径(BT)の関係を満足する状態であり、両者間にクリアリンスが存在して緩んでいることを意味する。そして、隙間(S2)の大きさは(BT−DT)で表され、緩んでいる状態はS2=BT−DT>0である。また、隙間(S2)が無くなって中間締めリング(40)の外周面とマンドレルリング(35)の内周面とが接触している状態とは、図4Cに示すように、中間締めリング(40)の外径(DT)≧マンドレルリング(35)の内径(BT)の関係を満足する状態であり、DT=BTは両者が接触しているが締め付け力は利いていない状態(S2=0)、DT>BTはマンドレルリング(35)が中間締めリング(40)に締め付けられている状態(S2<0)であり、その直径差(DT−BT)がマンドレルリング(35)を内側から締め付ける力として作用し、マンドレルリング(35)に周方向の引張力が付与されるので、ますます中間締めリング(40)から外れにくくなってしっかりと固定される。 Similarly, the state where there is a gap (S 2 ) between the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35) means that the outer diameter of the intermediate tightening ring (40) (see FIG. 4A and FIG. 4B). D T ) <the inner diameter (B T ) of the mandrel ring (35) is satisfied, which means that there is a clear rinse between the two and looseness. The size of the gap (S 2 ) is represented by (B T -D T ), and the loose state is S 2 = B T -D T > 0. Moreover, as shown in FIG. 4C, the state in which the clearance (S 2 ) disappears and the outer peripheral surface of the intermediate tightening ring (40) and the inner peripheral surface of the mandrel ring (35) are in contact with each other. 40) Outer diameter (D T ) ≧ Mandrel ring (35) where inner diameter (B T ) is satisfied, D T = B T is in contact with both but not tightening force (S 2 = 0), D T > B T is a state where the mandrel ring (35) is fastened to the intermediate fastening ring (40) (S 2 <0), and the diameter difference (D T -B T ) Acts as a force to tighten the mandrel ring (35) from the inside, and a tensile force is applied to the mandrel ring (35) in the circumferential direction. .
そして、心棒(32)と中間締めリング(40)との間に隙間(S1)が無く、かつ中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間にも隙間(S2)の無い状態が、マンドレルリング(35)が中間締めリング(40)を介して心棒(32)に固定された状態である。即ち、S1≦0かつS2≦0を満たしているとき、マンドレルリング(35)は中間締めリング(40)を介して心棒(32)に固定され、高い位置安定性を得ることができる。 There is no gap (S 1 ) between the mandrel (32) and the intermediate fastening ring (40), and there is no gap (S 2 ) between the intermediate fastening ring (40) and the mandrel ring (35). The state is a state in which the mandrel ring (35) is fixed to the mandrel (32) through the intermediate fastening ring (40). That is, when S 1 ≦ 0 and S 2 ≦ 0 are satisfied, the mandrel ring (35) is fixed to the mandrel (32) via the intermediate tightening ring (40), and high positional stability can be obtained.
〔マンドレルの材料〕
本発明における心棒(32)の外周面、中間締めリング(40)の内周面および外周面、マンドレルリング(35)の内周面は、常温時に上述した隙間(S1)(S2)があり、ダイス温度が上昇して押出時のダイス温度時において三者の熱膨張によってその隙間(S1)(S2)が無くなるように設計する必要がある。前記隙間(S1)(S2)が無い状態とは、径方向において心棒(32)とマンドレルリング(35)との間が中間締めリング(40)で満たされている状態である。この状態を実現するには、中間締めリング(40)の熱膨張係数(α3)が心棒(32)の熱膨張係数(α1)およびマンドレルリングの熱膨張係数(α2)より大きいことが条件となる。即ち、三者の熱膨張係数は、α3>α1かつα3>α2の関係となる。心棒(32)とマンドレルリング(35)の熱膨張係数の関係は限定されないが、マンドレルリング(35)に対する締め付け力を利かせて高い位置安定性を得るには、マンドレルリング(35)の熱膨張係数(α2)が心棒(32)の熱膨張係数(α1)のよりも小さいか、あるいは等しいことが好ましい。従って、三者の熱膨張係数の好ましい関係は、中間締めリング(α3)>心棒(α1)≧マンドレルリング(α2)である。
[Materials for mandrels]
In the present invention, the outer peripheral surface of the mandrel (32), the inner peripheral surface and outer peripheral surface of the intermediate fastening ring (40), and the inner peripheral surface of the mandrel ring (35) have the gaps (S 1 ) and (S 2 ) described above at room temperature. In addition, it is necessary to design the gap (S 1 ) (S 2 ) to be eliminated by the thermal expansion of the three at the time of the die temperature when the die temperature rises. The state in which there is no gap (S 1 ) (S 2 ) is a state in which the space between the mandrel (32) and the mandrel ring (35) is filled with the intermediate tightening ring (40) in the radial direction. To achieve this condition, the thermal expansion coefficient of the intermediate clamping ring (40) (α 3) that is greater than the mandrel coefficient of thermal expansion (32) (α 1) and the thermal expansion coefficient of the mandrel ring (alpha 2) It becomes a condition. That is, the three coefficients of thermal expansion have a relationship of α 3 > α 1 and α 3 > α 2 . The relationship between the thermal expansion coefficient of the mandrel (32) and the mandrel ring (35) is not limited, but to obtain high positional stability by using the clamping force on the mandrel ring (35), the thermal expansion of the mandrel ring (35) The coefficient (α 2 ) is preferably smaller than or equal to the thermal expansion coefficient (α 1 ) of the mandrel (32). Therefore, a preferable relationship between the three thermal expansion coefficients is intermediate tightening ring (α 3 )> mandrel (α 1 ) ≧ mandrel ring (α 2 ).
また、前記マンドレルリング(35)は優れた耐摩耗性が要求されることから、超硬材料を用いることが望ましい。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心棒(32)の材料として用いられる工具鋼の一例およびそれらの熱膨張係数、ならびにこれらの材料よりも熱膨張係数が大きく中間締めリング(40)に適した材料の一例およびそれらの熱膨張係数を示す。なお、本発明は中間締めリング(40)の熱膨張係数(α3)が心棒の熱膨張係数(α1)およびマンドレルリングの熱膨張係数(α2)よりも大きいという条件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(32)に超硬合金やセラミックスのマンドレルリング(35)を組み合わせ、さらに表1に例示した中間締めリング(40)を組み合わせる場合も本発明に含まれる。 Further, since the mandrel ring (35) is required to have excellent wear resistance, it is desirable to use a super hard material. Examples of the cemented carbide material include cemented carbide alloys such as WC-Co, high-speed tool steel, powdered high-speed tool steel, and ceramics. Table 1 shows examples of tool steels used as materials for these cemented carbide materials and mandrels (32) and their thermal expansion coefficients, and their thermal expansion coefficients are larger than these materials, making them suitable for intermediate fastening rings (40). Examples of materials and their thermal expansion coefficients are shown. The present invention only needs to satisfy the condition that the thermal expansion coefficient (α 3 ) of the intermediate fastening ring (40) is larger than the thermal expansion coefficient (α 1 ) of the mandrel and the thermal expansion coefficient (α 2 ) of the mandrel ring. Therefore, the exemplified materials are not limited to the uses described in Table 1. For example, the present invention includes a case where a mandrel ring (35) of cemented carbide or ceramics is combined with a mandrel ring (35) of powder high-speed tool steel and an intermediate fastening ring (40) exemplified in Table 1 is combined.
〔常温時のマンドレル〕
本発明において、マンドレル(30)は、常温(T1)時にマンドレルリング(35)を心棒(32)に容易に装着または取り外すことができ、押出時には熱膨張係数差を利用してマンドレルリング(35)を心棒(32)に固定する。従って、マンドレルリング(35)を心棒(32)に容易に着脱するには、心棒(32)と中間締めリング(40)との間、中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間の少なくとも一方に隙間があることが条件となる。なお、「容易に着脱できる」とは、常温で圧力を付与することなく装着および取り外しが可能であることを意味する。
[Mandrel at normal temperature]
In the present invention, the mandrel (30) can be easily attached to or detached from the mandrel (32) at room temperature (T 1 ), and the mandrel ring (35 using the difference in thermal expansion coefficient during extrusion). ) To the mandrel (32). Therefore, to easily attach and detach the mandrel ring (35) to the mandrel (32), between the mandrel (32) and the intermediate tightening ring (40), between the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35) It is a condition that there is a gap in at least one of the above. “Easy to attach and detach” means that attachment and detachment are possible without applying pressure at room temperature.
図5A〜図5Cに、マンドレル(30)が常温(T1)時にとりうる3種類の態様、即ち、心棒(32)と中間締めリング(40)との間、中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間の少なくとも一方に隙間がある状態を示す。 5A to 5C, three modes that the mandrel (30) can take at normal temperature (T 1 ), namely, between the mandrel (32) and the intermediate fastening ring (40), the intermediate fastening ring (40) and the mandrel A state where there is a gap in at least one of the rings (35) is shown.
図5Aは、心棒(32)と中間締めリング(40)との間に隙間(S1)があり、かつ中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間に隙間(S2)がある状態であり、心棒(32)の外径(AT1)<中間締めリング(40)の内径(CT1)、中間締めリング(40)の外径(DT1)<マンドレルリング(35)の内径(BT1)の関係を満たしている。従って、中間締めリング(40)は心棒(32)に対して容易に着脱でき、かつマンドレルリング(35)は中間締めリング(40)に容易に着脱できる。 FIG. 5A shows that there is a gap (S 1 ) between the mandrel (32) and the intermediate fastening ring (40), and there is a gap (S 2 ) between the intermediate fastening ring (40) and the mandrel ring (35). The outer diameter (A T1 ) of the mandrel (32) <the inner diameter (C T1 ) of the intermediate fastening ring (40), the outer diameter (D T1 ) of the intermediate fastening ring (40) <the mandrel ring (35). The relationship of the inner diameter (B T1 ) is satisfied. Therefore, the intermediate fastening ring (40) can be easily attached to and detached from the mandrel (32), and the mandrel ring (35) can be easily attached to and detached from the intermediate fastening ring (40).
図5Bおよび図5Cに示すように、中間締めリング(40)は心棒(32)またはマンドレルリング(35)のどちらか一方に隙間の無い状態で接触していても、他方との間に隙間があればマンドレルリング(35)を心棒(32)に容易に着脱することができる。 As shown in FIG. 5B and FIG. 5C, even if the intermediate tightening ring (40) is in contact with either the mandrel ring (32) or the mandrel ring (35) without a gap, there is a gap between them. If necessary, the mandrel ring (35) can be easily attached to and detached from the mandrel (32).
図5Bは、中間締めリング(40)が心棒(32)に対して隙間(S1)がなく両者が接触した状態に装着され、マンドレルリング(35)と中間締めリング(40)との間には隙間(S2)がある状態を示している。図5Bにおける3つの部材の寸法は、AT1≧CT1、DT1<BT1である。 FIG. 5B shows that the intermediate tightening ring (40) is mounted in a state where there is no gap (S 1 ) with respect to the mandrel (32) and the two are in contact with each other, and between the mandrel ring (35) and the intermediate tightening ring (40). Indicates a state in which there is a gap (S 2 ). The dimensions of the three members in FIG. 5B are A T1 ≧ C T1 and D T1 <B T1 .
図5Cは、中間締めリング(40)と心棒(32)との間に隙間(S1)があり、マンドレルリング(35)と中間締めリング(40)とが隙間(S2)がなく両者が接触した状態に装着された状態を示している。図5Cにおける3つの部材の寸法は、AT1<CT1、DT1≧BT1である。 FIG. 5C shows that there is a gap (S 1 ) between the intermediate fastening ring (40) and the mandrel (32), and there is no gap (S 2 ) between the mandrel ring (35) and the intermediate fastening ring (40). It shows a state of being attached in a contact state. The dimensions of the three members in FIG. 5C are A T1 <C T1 and D T1 ≧ B T1 .
なお、AT1≧CT1の関係を満足するように中間締めリング(40)を心棒(32)に外嵌めする方法、あるいはDT1≧BT1の関係を満足するようにマンドレルリング(35)を中間締めリング(40)に外嵌めする方法は限定されず、圧入または焼嵌め等により適宜行う。 It should be noted that the intermediate tightening ring (40) is fitted on the mandrel (32) so as to satisfy the relationship of A T1 ≧ C T1 , or the mandrel ring (35) is satisfied so as to satisfy the relationship of D T1 ≧ B T1. A method of externally fitting the intermediate fastening ring (40) is not limited, and is appropriately performed by press fitting or shrink fitting.
〔押出時のダイス温度時のマンドレル〕
(マンドレルリングの径方向における固定〕
図6に示すように、押出時に所定のダイス温度(T2)になると、心棒(32)、中間締めリング(40)、マンドレルリング(35)がそれぞれの熱膨張係数に基づいて熱膨張する。
[Mandrel at die temperature during extrusion]
(Fixing in the radial direction of the mandrel ring)
As shown in FIG. 6, when a predetermined die temperature (T 2 ) is reached during extrusion, the mandrel (32), the intermediate fastening ring (40), and the mandrel ring (35) are thermally expanded based on their respective thermal expansion coefficients.
中間締めリング(40)の熱膨張係数(α3)は心棒(32)の熱膨張係数(α1)よりも大きいが、中間締めリング(40)は径方向の外側を中間締めリング(40)よりも熱膨張係数の小さいマンドレルリング(35)によって拘束されているので、中間締めリング(40)は内径が小さくなる方向にも膨張し、外径が大きくなる心棒(32)と相俟って、中間締めリング(40)が締まる方向に変化する。換言すると、中間締めリング(40)を外側からマンドレルリング(35)で拘束することにより、中間締めリング(40)の膨張方向を内径が小さくなる方向に導いている。一方、中間締めリング(40)の熱膨張係数(α3)はマンドレルリング(35)の熱膨張係数(α2)よりも大きいので、中間締めリング(40)の外径拡大量がマンドレルリング(35)の内径拡大量を上回り、マンドレルリング(35)が中間締めリング(40)に対して締まる方向に変化する。かかる熱膨張により、常温(T1)時に隙間(S1)(S2)があった場合は、温度上昇に伴って隙間が小さくなっていき、直径が等しくなった時点(AT2=CT2、DT2=BT2)で隙間(S1)(S2)が無くなり、押出時のダイス温度(T2)がさらに高い場合はAT2>CT2、DT2>BT2となって、これらの直径差がマンドレルリング(35)および中間締めリング(40)を内側から締め付ける力として作用する。また、常温(T1)時に隙間(S1)(S2)が無い場合は、押出時のダイス温度(T2)において内側からの締め付け力が増大する。そして、いずれの場合も、マンドレルリング(35)は径方向に締め付けられて中間締めリング(40)を介して心棒(32)に固定される。 Although the thermal expansion coefficient (α 3 ) of the intermediate fastening ring (40) is larger than the thermal expansion coefficient (α 1 ) of the mandrel (32), the intermediate fastening ring (40) Since it is constrained by a mandrel ring (35) having a smaller coefficient of thermal expansion than the mandrel ring (35), the intermediate tightening ring (40) expands in the direction of decreasing the inner diameter, coupled with the mandrel (32) that increases the outer diameter. The intermediate fastening ring (40) changes in the tightening direction. In other words, by constraining the intermediate fastening ring (40) from the outside by the mandrel ring (35), the expansion direction of the intermediate fastening ring (40) is guided in a direction in which the inner diameter becomes smaller. On the other hand, since the thermal expansion coefficient (α 3 ) of the intermediate fastening ring (40) is larger than the thermal expansion coefficient (α 2 ) of the mandrel ring (35), the amount of expansion of the outer diameter of the intermediate fastening ring (40) is mandrel ring ( It exceeds the inner diameter expansion amount of 35) and changes in the direction in which the mandrel ring (35) is tightened with respect to the intermediate tightening ring (40). When there is a gap (S 1 ) (S 2 ) at room temperature (T 1 ) due to such thermal expansion, the gap becomes smaller as the temperature rises and the diameters become equal (A T2 = C T2 D T2 = B T2 ) and the gap (S 1 ) (S 2 ) disappears, and when the die temperature (T 2 ) at the time of extrusion is higher, A T2 > C T2 , D T2 > B T2 , The difference in diameter acts as a force for fastening the mandrel ring (35) and the intermediate fastening ring (40) from the inside. Further, when there is no gap (S 1 ) (S 2 ) at room temperature (T 1 ), the clamping force from the inside increases at the die temperature (T 2 ) during extrusion. In either case, the mandrel ring (35) is tightened in the radial direction and fixed to the mandrel (32) via the intermediate tightening ring (40).
また、マンドレルリング(35)は中間締めリング(40)の体積膨張によってマンドレルリング(35)を固定されるので、心棒(32)の熱膨張係数(α1)がマンドレルリング(35)の熱膨張係数(α2)よりも小さい場合でもマンドレルリング(35)を固定することができる。 Moreover, since the mandrel ring (35) is fixed to the mandrel ring (35) by the volume expansion of the intermediate tightening ring (40), the thermal expansion coefficient (α 1 ) of the mandrel (32) is the thermal expansion of the mandrel ring (35). The mandrel ring (35) can be fixed even when it is smaller than the coefficient (α 2 ).
このように、マンドレルリングが心棒にしっかりと固定されてマンドレルリングの位置安定性を高めることにより、押出材の肉厚を安定させることができる。そして、押出材の寸法が安定していると、後加工後の製品品質も安定したものとなる。例えば、押出後に引抜加工を行う場合、押出材に偏肉がなく肉厚が一定であれば、引抜材の肉厚も一定になる。また、押出材の肉厚が一定であれば、引抜上がりの長さも一定になる。従って、本発明の押出ダイスを用いて製造した押出材は、押出材としての品質が優れていることはもとより、後加工用素材としても品質の優れたものとなる。 In this way, the mandrel ring is firmly fixed to the mandrel and the position stability of the mandrel ring is increased, whereby the thickness of the extruded material can be stabilized. And if the dimension of an extrusion material is stable, the product quality after post-processing will also become stable. For example, when drawing is performed after extrusion, if the extruded material has no uneven thickness and the thickness is constant, the thickness of the drawn material is also constant. In addition, if the thickness of the extruded material is constant, the length of drawing is also constant. Therefore, the extruded material produced by using the extrusion die of the present invention is excellent not only in quality as an extruded material but also in quality as a post-processing material.
押出ダイスは、押出が終わって常温(T1)に冷却されると常温(T1)時の隙間(S1)(S2)に戻って緩みが生じるので、心棒(32)からマンドレルリング(35)、あるいはマンドレルリング(35)および中間締めリング(40)を取り外すことができる。従って、摩耗したマンドレルリングの取り外し、新しいマンドレルリングの取り付けといったメンテナンスを容易に行える。 When the extrusion die is finished and cooled to room temperature (T 1 ), the extrusion die returns to the gap (S 1 ) (S 2 ) at room temperature (T 1 ) and loosens, so that the mandrel ring ( 35) or the mandrel ring (35) and the intermediate fastening ring (40) can be removed. Accordingly, maintenance such as removal of a worn mandrel ring and installation of a new mandrel ring can be easily performed.
図5A〜5Cに示した常温(T1)時の3種類の態様は、いずれも、押出時のダイス温度(T2)においてマンドレルリング(35)が心棒(32)に固定され(図6)が、常温(T1)時の隙間の位置によってそれぞれに以下のような特有の効果がある。 Three aspects of the normal temperature (T 1) shown in FIG. 5A~5C are both mandrel ring (35) at a die temperature during the extrusion (T 2) is fixed to the mandrel (32) (Fig. 6) However, depending on the position of the gap at normal temperature (T 1 ), there are the following specific effects.
(図5A:S1>0、S2>0の場合)
中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)がそれぞれに容易に着脱できるため、これらを交換することができる。
(FIG. 5A: When S 1 > 0, S 2 > 0)
Since the intermediate fastening ring (40) and the mandrel ring (35) can be easily attached to and detached from each other, they can be exchanged.
(図5B:S1≦0、S2>0の場合)
中間締めリング(40)が心棒(32)に固定されているので、マンドレルリング(35)のみを交換すれ良い。また、中間締めリング(40)を予め心棒(32)に固定しておくので軸合わせの精度が良い。ひいては、偏肉が小さく寸法精度の高い押出材を押し出すことができる。さらに、マンドレルリング(35)にかかる力は中間締めリング(40)の熱膨張のみを考慮すれば良いので、図5Aの態様よりもマンドレルリング(35)の設計を単純化できる。
(FIG. 5B: When S 1 ≦ 0 and S 2 > 0)
Since the intermediate tightening ring (40) is fixed to the mandrel (32), only the mandrel ring (35) can be replaced. Further, since the intermediate tightening ring (40) is fixed to the mandrel (32) in advance, the accuracy of alignment is good. As a result, an extruded material having a small uneven thickness and high dimensional accuracy can be extruded. Furthermore, since the force applied to the mandrel ring (35) only needs to consider the thermal expansion of the intermediate tightening ring (40), the design of the mandrel ring (35) can be simplified compared to the embodiment of FIG. 5A.
(図5C:S1>0、S2≦0の場合)
中間締めリング(40)をマンドレルリング(35)と一体で交換できる。また、中間締めリング(40)の交換が可能であるから、中間締めリング(40)が傷みやすい場合に有利である。
(FIG. 5C: When S 1 > 0 and S 2 ≦ 0)
The intermediate tightening ring (40) can be replaced with the mandrel ring (35). Further, since the intermediate fastening ring (40) can be replaced, it is advantageous when the intermediate fastening ring (40) is easily damaged.
以上より、常温(T1)時の心棒(32)の外周面(心棒の外径:AT1)、中間締めリング(40)の内周面および外周面(中間締めリングの内径:CT1、外径:DT1)、マンドレルリング(35)の内周面(マンドレルリングの内径:BT1)は、各材料の熱膨張係数に基づいて、常温(T1)時において少なくとも一方の隙間(S1)、(S2)が有り、押出時に両方の隙間(S1)(S2)が無くなって両者が接触するように設定する。 From the above, the outer peripheral surface (outer diameter of the mandrel: A T1 ) of the mandrel (32) at normal temperature (T 1 ), the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the intermediate tightening ring (40) (inner diameter of the intermediate tightening ring: C T1 , outer diameter: D T1), the inner peripheral surface of the mandrel ring (35) (mandrel ring inner diameter: B T1), based on the thermal expansion coefficient of each material, at least one of the gaps in the normal temperature (T 1) (S 1 ) and (S 2 ), and the two gaps (S 1 ) and (S 2 ) are eliminated during extrusion, and the two are in contact with each other.
なお、図4A〜4C、図5A〜5Cおよび図6は径方向の熱膨張を説明するための模式図であって、軸線方向の熱膨張は表わされていない。 4A to 4C, FIGS. 5A to 5C, and FIG. 6 are schematic diagrams for explaining the thermal expansion in the radial direction, and the thermal expansion in the axial direction is not shown.
(マンドレルリングの軸線方向における固定)
押出時のダイス温度(T2)において、マンドレルリング(35)は中間締めリング(40)および心棒(32)によって径方向に締め付けられて固定されるが、押出中は材料の流れにより下流側への力が加わる。そこで、上記実施形態のマンドレル(30)においては、ナット(37)を取り付けることでマンドレルリング(35)の抜け落ちを確実に防ぎ、固定安定性を高めている。また、ナット(37)を取り付けて軸線方向の拘束力を加えることで、中間締めリング(40)および心棒(32)の膨張力による径方向の締め付けのみで固定する場合よりも、締め付け力を小さくすることができるので、締め付け力の増大によるマンドレルリング(35)の破損の危険性を回避できる。
(Fixed in the axial direction of the mandrel ring)
At the die temperature (T 2 ) at the time of extrusion, the mandrel ring (35) is fixed by being clamped in the radial direction by the intermediate clamping ring (40) and the mandrel (32). The power of. Therefore, in the mandrel (30) of the above-described embodiment, the nut (37) is attached to reliably prevent the mandrel ring (35) from falling off and to improve the fixing stability. Also, by attaching a nut (37) and applying axial restraining force, the tightening force can be reduced compared to the case of fixing only by radial tightening due to the expansion force of the intermediate tightening ring (40) and mandrel (32). Therefore, the risk of breakage of the mandrel ring (35) due to an increase in tightening force can be avoided.
また、軸線方向でマンドレルリング(35)を拘束するマンドレル(30)においては、心棒(32)、中間締めリングおよびマンドレルリング(35)の軸線方向における寸法にも常温(T1)時に差を設けておき、押出時のダイス温度(T2)時にマンドレルリング(35)および中間締めリング(40)をナット(37)に当接させて、マンドレルリング(35)および中間締めリング(40)をナット(37)によって確実に拘束させ、かつ中間締めリング(40)の体積膨張を径方向に確実に導くようにすることが好ましい。 In the mandrel (30) for restraining the mandrel ring (35) in the axial direction, the mandrel (32), a normal temperature to the dimension in the axial direction of the intermediate clamping ring and the mandrel ring (35) (T 1) a difference provided when The mandrel ring (35) and the intermediate fastening ring (40) are brought into contact with the nut (37) at the time of the die temperature (T 2 ) at the time of extrusion, and the mandrel ring (35) and the intermediate fastening ring (40) are put into the nut. It is preferable that the inner ring is securely restrained by (37) and the volume expansion of the intermediate tightening ring (40) is reliably guided in the radial direction.
図7Aは、図5Bの中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間にのみ隙間(S2)のあるマンドレル(30)を例に挙げて、常温(T1)における心棒(32)、中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)の軸線方向における好ましい寸法関係の例を示したものである。本図においては、中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)の長さが等しく、心棒(32)は中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)よりも短く、ボルト部(34)に螺合させたナット(37)は中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)を締め付け、心棒(32)とナット(37)との間に隙間(S3)がある。そして、心棒(32)には前記隙間(S3)の大きさに応じた引張力が付与され、中間締めリング(40)およびマンドレルリング(35)は軸線方向に拘束されている。 FIG. 7A shows an example of a mandrel (30) having a gap (S 2 ) only between the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35) of FIG. 5B, and a mandrel (32 at room temperature (T 1 )). ), An example of a preferable dimensional relationship in the axial direction of the intermediate fastening ring (40) and the mandrel ring (35). In this figure, the lengths of the intermediate tightening ring (40) and mandrel ring (35) are equal, and the mandrel (32) is shorter than the intermediate tightening ring (40) and mandrel ring (35), The screwed nut (37) tightens the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35), and there is a gap (S 3 ) between the mandrel (32) and the nut (37). The tensile force corresponding to the magnitude of the gap (S 3) is assigned to the mandrel (32), an intermediate fastening ring (40) and the mandrel ring (35) is restrained in the axial direction.
本発明においては、中間締めリング(40)の外側をマンドレルリング(35)で拘束し、中間締めリング(40)の体積膨張を径方向に導くことによってマンドレルリング(35)を固定しているので、図7Bに示すように、常温(T1)時に心棒(32)が中間締めリング(40)よりも短く中間締めリング(40)が軸線方向で拘束されていない状態では、体積膨張分が軸線方向に流れて径方向の変化量が減少し、マンドレルリング(35)を固定する効果が小さくなる。また、中間締めリング(40)の熱膨張係数(α3)は心棒(32)およびマンドレルリング(35)の熱膨張係数(α1、α2)よりも大きいが、軸線方向において確実に高い位置安定性を得るには、マンドレルリング(35)は押出時のダイス温度(T2)においても軸線方向で拘束されていなければならない。 In the present invention, the outer side of the intermediate fastening ring (40) is restrained by the mandrel ring (35), and the mandrel ring (35) is fixed by guiding the volume expansion of the intermediate fastening ring (40) in the radial direction. 7B, when the mandrel (32) is shorter than the intermediate tightening ring (40) and the intermediate tightening ring (40) is not restrained in the axial direction at room temperature (T 1 ), the volume expansion is axial. The amount of change in the radial direction decreases and the effect of fixing the mandrel ring (35) decreases. Further, although the thermal expansion coefficient (α 3 ) of the intermediate tightening ring (40) is larger than the thermal expansion coefficients (α 1 , α 2 ) of the mandrel (32) and the mandrel ring (35), it is surely positioned in the axial direction. In order to obtain stability, the mandrel ring (35) must be constrained in the axial direction even at the die temperature (T 2 ) during extrusion.
以上より、常温(T1)時における軸線方向の長さの好ましい関係は、心棒<中間締めリング≦マンドレルリングとなる。また、マンドレルリング(35)が中間締めリング(40)よりも長い場合は、中間締めリング(40)の体積膨張が軸線方向に逃げて径を拡大させる効率が小さくなるので、マンドレルリング(35)は中間締めリング(40)よりも短くならないことが好ましい。従って、中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)の長さが等しいことが好ましく、常温(T1)時における軸線方向の長さの最も好ましい関係は、心棒<中間締めリング=マンドレルリングである(図7A参照)。 From the above, the preferable relationship of the length in the axial direction at normal temperature (T 1 ) is mandrel <intermediate tightening ring ≦ mandrel ring. In addition, when the mandrel ring (35) is longer than the intermediate tightening ring (40), the volume expansion of the intermediate tightening ring (40) escapes in the axial direction and the efficiency of expanding the diameter is reduced, so the mandrel ring (35) Is preferably not shorter than the intermediate fastening ring (40). Accordingly, it is preferable that the lengths of the intermediate tightening ring (40) and the mandrel ring (35) are equal, and the most preferable relationship between the axial lengths at normal temperature (T 1 ) is mandrel <intermediate tightening ring = mandrel ring. Yes (see FIG. 7A).
〔マンドレルリングに対する締め代〕
任意温度(T)におけるマンドレルリング(35)の心棒(32)に対する緩みまたは締まりの程度は、心棒(32)の外周面とマンドレルリング(35)の内周面との間に形成される空間の体積(V1T)に対して中間締めリング(40)の体積(V2T)が占める割合で表すことができる。ここで、V1T、V2Tは、温度(T)および熱膨張係数(α1、α2、α3)および常温時の寸法に基づいて計算される値である。締まりの程度を示す締め代(PT)は下記(i)式で表される。
[Right for mandrel ring]
The degree of loosening or tightening of the mandrel ring (35) with respect to the mandrel (32) at an arbitrary temperature (T) depends on the space formed between the outer peripheral surface of the mandrel (32) and the inner peripheral surface of the mandrel ring (35). it can be expressed by the volume (V2 T) ratio of the intermediate clamping ring (40) with respect to the volume (V1 T). Here, V1 T and V2 T are values calculated based on temperature (T), thermal expansion coefficients (α 1 , α 2 , α 3 ) and dimensions at normal temperature. The tightening allowance (P T ) indicating the degree of tightening is expressed by the following equation (i).
PT(%)=V2T/V1T×100 …(i)
上記(i)式において、V1T>V2TのときはPT<100%であり、心棒(32)と中間締めリング(40)との間、および中間締めリング(40)とマンドレルリング(35)との間の少なくとも一方に隙間がある状態であり、マンドレルリング(35)が心棒(32)に対して緩んでいる状態である。中間締めリング(40)が心棒(32)、マンドレルリング(35)のどちらとも接触していない場合(図5A参照)も、どちらか一方に接触している場合(図5B、5C参照)も、締め代(PT)はPT<100%である。また、V1T=V2TのときはPT=100%であり、心棒(32)、中間締めリング(40)、マンドレルリング(35)が互いに接触しているが締め付け力が利いていない状態である。V1T<V2TのときはPT>100%であり、心棒(32)、中間締めリング(40)、マンドレルリング(35)が互いに接触しかつ締め付け力が利いている状態であり、PTが大きくなるほど締め付け力が強くなる。
P T (%) = V2 T / V1 T × 100 (i)
In the above formula (i), when V1 T > V2 T , P T <100%, between the mandrel (32) and the intermediate fastening ring (40), and between the intermediate fastening ring (40) and the mandrel ring (35 )), And the mandrel ring (35) is loose with respect to the mandrel (32). When the intermediate tightening ring (40) is not in contact with either the mandrel (32) or the mandrel ring (35) (see FIG. 5A) or in contact with either one (see FIGS. 5B and 5C), The interference (P T ) is P T <100%. When V1 T = V2 T , P T = 100%, and the mandrel (32), the intermediate tightening ring (40), and the mandrel ring (35) are in contact with each other but the tightening force is not effective. is there. When V1 T <V2 T , P T > 100%, the mandrel (32), the intermediate tightening ring (40), and the mandrel ring (35) are in contact with each other and the tightening force is applied, and P T The larger the is, the stronger the tightening force.
従って、常温(T1)時はV1T1>V2T1であり、締め代(PT1)は100%よりも小さい。また、常温(T1)時にマンドレルリング(35)の着脱を円滑に行うのに適した締め代(PT1)は99.5〜97.5%であり、さらに99.0〜98.0%が好ましい。また、押出時のダイス温度(T2)時はV1T2≧V2T2であり、締め代(PT2)はPT2≧100%である。また、マンドレルリング(35)を確実に固定し、高い位置安定性を得るにはV1T2>V2T2でPT2>100%が好ましい。前記締め代(PT2)が大きくなるほど締め付け力も強くなり、マンドレルリング(35)がしっかりと固定されて外れにくくなるが、締め付け力が過度に大きくなるとマンドレルリング(35)が破損するおそれがある。また、押出時には材料流れにより押出方向の力もが加わる。これらを勘案すると、押出時の締め代(PT2)は100.5〜102.5%が好ましく、さらに101.0〜102.0%が好ましい。 Therefore, at normal temperature (T 1 ), V1 T1 > V2 T1 and the interference (P T1 ) is smaller than 100%. Further, the fastening allowance (P T1 ) suitable for smoothly attaching and detaching the mandrel ring (35) at room temperature (T 1 ) is 99.5 to 97.5%, and further 99.0 to 98.0%. Is preferred. Further, at the time of the die temperature (T 2 ) at the time of extrusion, V1 T2 ≧ V2 T2 is satisfied, and the interference (P T2 ) is P T2 ≧ 100%. Further, in order to securely fix the mandrel ring (35) and obtain high positional stability, it is preferable that V1 T2 > V2 T2 and P T2 > 100%. As the tightening allowance (P T2 ) increases, the tightening force also increases, and the mandrel ring (35) is firmly fixed and is difficult to come off. Further, during extrusion, a force in the extrusion direction is also applied due to the material flow. Considering these, the fastening allowance (P T2 ) at the time of extrusion is preferably 100.5 to 102.5%, and more preferably 101.0 to 102.0%.
〔マンドレルの他の形状〕
図1〜図7Aのマンドレル(30)は、心棒(32)の外周面、中間締めリング(40)の内周面および外周面、マンドレルリング(35)の内周面の全てがマンドレルの軸線に平行であり、常温(T1)時においてこれらの間に生じる隙間(S1)(S2)は軸線に平行でかつ軸線方向で大きさが一定である。しかしながら、本発明は三者の周面が軸線であることにも、隙間の大きさが軸線方向で一定であることにも限定されない。また、心棒(32)が雄型(20)の基盤部(21)の台座(31)と一体に形成されていることにも限定されない。
[Other shapes of mandrels]
1 to 7A, the mandrel (30) has an outer peripheral surface of the mandrel (32), an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the intermediate fastening ring (40), and an inner peripheral surface of the mandrel ring (35) all on the axis of the mandrel. The gaps (S 1 ) and (S 2 ) that are parallel to each other at normal temperature (T 1 ) are parallel to the axis and have a constant size in the axis direction. However, the present invention is not limited to the fact that the three peripheral surfaces are axial lines, and that the size of the gap is constant in the axial direction. Moreover, it is not limited to the mandrel (32) being integrally formed with the base (31) of the base part (21) of the male mold (20).
従って、心棒の外周面、中間締めリングの内周面、中間締めリングの外周面、マンドレルリングの内周面のうちの少なくとも1つの周面が軸線に対して傾斜するテーパー面で形成され、あるいはテーパー面により隙間の大きさが軸線方向で変化するマンドレルも本発明に含まれる。さらに、心棒が台座に対して着脱自在となされたマンドレルも本発明に含まれる。 Accordingly, at least one of the outer peripheral surface of the mandrel, the inner peripheral surface of the intermediate tightening ring, the outer peripheral surface of the intermediate tightening ring, and the inner peripheral surface of the mandrel ring is formed by a tapered surface inclined with respect to the axis, or A mandrel in which the size of the gap changes in the axial direction due to the tapered surface is also included in the present invention. Furthermore, a mandrel in which the mandrel is detachable from the pedestal is also included in the present invention.
以下に、上記形状のマンドレルについて詳述する。なお、以下の図8A〜11において、図1〜図7Aと共通の符号は同じものを表すものとして重複する説明を省略する。 The mandrel having the above shape will be described in detail below. In addition, in the following FIGS. 8A to 11, the same reference numerals as those in FIGS.
(1) 隙間の大きさが下流側に向かって狭くなるマンドレル
図8Aに示すマンドレル(50)は、常温(T1)時において、心棒(32)の外周面(32a)およびマンドレルリング(35)の内周面(35a)が軸線に平行であり、中間締めリング(60)の内周面(61)および外周面(62)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。従って、心棒(32)と中間締めリング(60)との間の隙間(S1)および中間締めリング(60)とマンドレルリング(35)との間の隙間(S2)は、下流側に向かって狭くなり、上流側に向かって広くなっている。
(1) Mandrel in which the size of the gap narrows toward the downstream side The mandrel (50) shown in FIG. 8A has an outer peripheral surface (32a) and a mandrel ring (35) of the mandrel (32) at room temperature (T 1 ). The inner peripheral surface (35a) of the intermediate fastening ring (60) is parallel to the axis, and the inner peripheral surface (61) and the outer peripheral surface (62) of the intermediate fastening ring (60) are formed with tapered surfaces that are inclined outward toward the downstream side. Yes. Thus, the gap between the mandrel (32) and the gap between the intermediate clamping ring (60) (S 1) and the intermediate clamping ring (60) and the mandrel ring (35) (S 2) is toward the downstream side Narrower and wider toward the upstream side.
前記マンドレルは、ダイス温度が上昇する過程で、最初に下流端で隙間が無くなって両者が接触し、接触する領域が上流側に拡大していく。常温(T1)時における隙間(S1)(S2)は下流側ほど狭くなっているので、図8Bの押出時のダイス温度(T2)において隙間(S1)(S2)が無くなった状態においては、心棒(32)の外周面(32a)と中間締めリング(60)の内周面(61)との界面および中間締めリング(60)の外周面(62)とマンドレルリング(35)の内周面(35a)との界面にかかる圧力場に違いが現れ、圧力は下流側ほど高く上流側ほど低くなる。そして、このような圧力分布の違いにより、押出方向とは逆向きの力(F1)(F2)が作用する。この逆向きの力(F1)(F2)は押出材料がマンドレルリング(35)および中間締めリング(60)を下流側に押す力に抗して作用するので、押出中のマンドレルリング(35)および中間締めリング(60)の下流側への動きが抑制されて抜け止め効果が得られ、ひいてはマンドレルリング(35)の位置安定性が向上する。 In the process of increasing the die temperature, the mandrel first has no gap at the downstream end, and both come into contact with each other, and the contact area expands upstream. Since the gap (S 1 ) (S 2 ) at the normal temperature (T 1 ) is narrower toward the downstream side, the gap (S 1 ) (S 2 ) disappears at the die temperature (T 2 ) during extrusion in FIG. 8B. In this state, the interface between the outer peripheral surface (32a) of the mandrel (32) and the inner peripheral surface (61) of the intermediate tightening ring (60) and the outer peripheral surface (62) of the intermediate tightening ring (60) and the mandrel ring (35 ) In the pressure field applied to the interface with the inner peripheral surface (35a), and the pressure is higher on the downstream side and lower on the upstream side. Then, due to such a difference in pressure distribution, a force (F 1 ) (F 2 ) opposite to the extrusion direction acts. This reverse force (F 1 ) (F 2 ) acts against the force that the extruded material pushes the mandrel ring (35) and intermediate clamping ring (60) downstream, so that the mandrel ring (35 ) And the intermediate tightening ring (60) are restrained from moving to the downstream side, so that a retaining effect can be obtained. As a result, the positional stability of the mandrel ring (35) is improved.
上記の効果は、常温(T1)時において、少なくともどちらか一方の隙間(S1)(S2)が下流側に向かって狭くなり上流側に向かって広くなるように形成されていれば得られる。従って、図8Aおよび図8Bのマンドレル(50)の変形例として、中間締めリング(60)の内周面(61)または外周面(62)の一方のみがテーパー面であるマンドレルを挙げることができる。また、隙間(S1)(S2)を下流側に向かって狭くすれば上記効果が得られるので、中間締めリングの内周面および外周面を軸線に平行とし、心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面のうちの一方または両方をテーパー面で形成した場合も本発明に含まれる。さらに、対向する2つの面を逆向きに傾斜させることによって隙間(S1)(S2)を下流側に向かって狭くすることもでき、対向する2つの面を異なる角度で同じ方向に傾斜させることによって隙間(S1)(S2)を下流側に向かって狭くすることもできる。 The above-described effect can be obtained if at least one of the gaps (S 1 ) (S 2 ) is narrowed toward the downstream side and widened toward the upstream side at room temperature (T 1 ). It is done. Therefore, as a modification of the mandrel (50) of FIGS. 8A and 8B, a mandrel in which only one of the inner peripheral surface (61) and the outer peripheral surface (62) of the intermediate fastening ring (60) is a tapered surface can be mentioned. . Further, if the gaps (S 1 ) and (S 2 ) are narrowed toward the downstream side, the above-mentioned effect can be obtained. The present invention also includes a case where one or both of the inner peripheral surfaces are formed with a tapered surface. Further, the gaps (S 1 ) and (S 2 ) can be narrowed toward the downstream side by inclining the two opposing surfaces in opposite directions, and the two opposing surfaces are inclined in the same direction at different angles. Accordingly, the gaps (S 1 ) and (S 2 ) can be narrowed toward the downstream side.
なお、図8Bは、心棒(32)と中間締めリング(60)、中間締めリング(60)とマンドレルリング(35)が上流端まで接触した状態を示しているが、本発明は必ずしもこれらが軸線方向の全域で接触することを要件としない。テーパー角度、材料の熱膨張係数、各部材の肉厚等の設定により、上流側に接触しない部分が残る場合も本発明に含まれる。軸線方向の少なくとも一部で心棒、中間締めリング、マンドレルリングが接触していれば、マンドレルリングは固定されるからである。 FIG. 8B shows a state in which the mandrel (32) and the intermediate tightening ring (60), and the intermediate tightening ring (60) and the mandrel ring (35) are in contact with the upstream end. It is not a requirement to make contact in all directions. The present invention also includes a case where a portion that does not contact the upstream side remains due to the setting of the taper angle, the material thermal expansion coefficient, the thickness of each member, and the like. This is because the mandrel ring is fixed if the mandrel, the intermediate tightening ring, and the mandrel ring are in contact with each other at least in the axial direction.
(2) 押出時の接触面が傾斜面であるマンドレル
押出時のダイス温度(T2)において、心棒と中間締めリングとの接触面、中間締めリングとマンドレルリングの接触との接触面のうちの少なくとも一方が、マンドレルの軸線に対して下流側に向かって外向きに傾斜している場合は、押出材料の流れがマンドレルリングを下流側に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するので、マンドレルリングの抜け止め効果が得られる。
(2) Mandrel whose contact surface during extrusion is an inclined surface At the die temperature (T 2 ) during extrusion, the contact surface between the mandrel and the intermediate tightening ring, the contact surface between the intermediate tightening ring and the mandrel ring If at least one is inclined outwardly toward the mandrel axis toward the downstream side, the outwardly inclined surface prevents the movement even if the flow of extruded material tries to push the mandrel ring downstream. Therefore, the effect of preventing the mandrel ring from coming off can be obtained.
図9Aに示すマンドレル(51)は、押出時ダイス温度(T2)における接触面を下流側に向かって外向きにするための常温時(T1)の状態の一例を示している。心棒(32)の外周面(32a)および中間締めリング(70)の内周面(71)は軸線に平行である。また、中間締めリング(70)の外周面(72)およびマンドレルリング(75)の内周面(76)は、下流側で径が拡大する方向に傾斜し、かつ互いに平行である。図9Aのマンドレル(51)が押出時のダイス温度(T2)になると、図9Bに示すように、中間締めリング(70)とマンドレルリング(75)との接触面(77)は下流側に向かって外向きに傾斜するテーパー面となる。 The mandrel (51) shown in FIG. 9A shows an example of a state at normal temperature (T 1 ) for making the contact surface at the extrusion die temperature (T 2 ) outward toward the downstream side. The outer peripheral surface (32a) of the mandrel (32) and the inner peripheral surface (71) of the intermediate fastening ring (70) are parallel to the axis. Further, the outer peripheral surface (72) of the intermediate tightening ring (70) and the inner peripheral surface (76) of the mandrel ring (75) are inclined in the direction in which the diameter increases on the downstream side and are parallel to each other. When the mandrel (51) in FIG. 9A reaches the die temperature (T 2 ) during extrusion, as shown in FIG. 9B, the contact surface (77) between the intermediate tightening ring (70) and the mandrel ring (75) is on the downstream side. It becomes a taper surface inclined outward.
また、心棒(32)と中間締めリング(75)との接触面をテーパー面とするには、心棒(32)の外周面(32)および中間締めリング(75)の内周面(71)を下流側で径が拡大する方向に傾斜させれば良い。さらに、対向する2つの面の一方のみがテーパー面であれば、他方が軸線に平行である場合も接触面は僅かであるが傾斜する。このような場合も本発明に含まれる。 To make the contact surface between the mandrel (32) and the intermediate tightening ring (75) tapered, the outer peripheral surface (32) of the mandrel (32) and the inner peripheral surface (71) of the intermediate tightening ring (75) What is necessary is just to incline in the direction which a diameter expands in the downstream. Further, if only one of the two opposing surfaces is a tapered surface, the contact surface is slightly inclined even when the other is parallel to the axis. Such a case is also included in the present invention.
上記(1)(2)より、常温時の心棒の外周面、中間締めリングの内周面、中間締めリングの外周面、マンドレルリングの外周面のうちの少なくとも1つの周面をマンドレルの軸線に対して傾斜するテーパー面で形成することにより、マンドレルリングの抜け止め効果を得てマンドレルリングの位置安定性を高めることができる。 From the above (1) and (2), at least one of the outer peripheral surface of the mandrel at normal temperature, the inner peripheral surface of the intermediate tightening ring, the outer peripheral surface of the intermediate tightening ring, and the outer peripheral surface of the mandrel ring is used as the mandrel axis. By forming it with a tapered surface that is inclined with respect to the mandrel ring, the mandrel ring can be prevented from coming off and the position stability of the mandrel ring can be enhanced.
(3) 着脱自在の心棒を有するマンドレル
図10に示すマンドレル(52)は、図1に参照される雄型(20)の基盤部(21)から一体に続く台座(31)に対して着脱自在に取り付けられる心棒(80)とこの心棒(80)に外嵌めされる中間締めリング(90)およびマンドレルリング(95)とにより構成されている。
(3) Mandrel with removable mandrel The mandrel (52) shown in FIG. 10 is detachable from the base (21) of the male mold (20) referred to in FIG. A mandrel (80) attached to the mandrel, and an intermediate fastening ring (90) and a mandrel ring (95) fitted on the mandrel (80).
前記心棒(80)はボルト形であり、中間締めリング(90)およびマンドレルリング(95)の装着部位である本体部(82)の上流側には、心棒(80)を台座(31)に取り付けるための凸部(83)が該本体部(82)と同軸状に設けられ、下流側にはマンドレルリング(95)を抑える頭部(84)が一体に設けられている。 The mandrel (80) has a bolt shape, and the mandrel (80) is attached to the pedestal (31) on the upstream side of the main body (82), which is a mounting portion of the intermediate fastening ring (90) and the mandrel ring (95). A convex portion (83) is provided coaxially with the main body portion (82), and a head portion (84) for suppressing the mandrel ring (95) is integrally provided on the downstream side.
前記心棒(80)は、本体部(82)の外周面(82a)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、凸部(83)は本体部(82)に続く円柱形の芯合わせ部(85)と上流側の雄ねじ部(86)とにより形成されている。前記頭部(84)は本体部(82)に嵌めたマンドレルリング(95)および中間締めリング(90)を下流側から抑えるものであり、本体部(82)に続く部分に径大のフランジ(87)が形成されている。一方、台座(31)の凹部(25)は、心棒(80)の芯合わせ部(85)に対応する芯合わせ部(26)と雄ねじ部(86)に対応する雌ねじ部(27)とにより形成されている。 The mandrel (80) is formed with a tapered surface in which the outer peripheral surface (82a) of the main body (82) is inclined outward toward the downstream side, and the convex (83) is a cylindrical shape following the main body (82). The centering portion (85) and the upstream male screw portion (86) are formed. The head (84) suppresses the mandrel ring (95) and the intermediate fastening ring (90) fitted to the main body (82) from the downstream side, and a large-diameter flange ( 87) is formed. On the other hand, the recess (25) of the pedestal (31) is formed by a centering part (26) corresponding to the centering part (85) of the mandrel (80) and a female thread part (27) corresponding to the male thread part (86). Has been.
前記中間締めリング(90)の内周面(91)および外周面(92)、マンドレルリング(95)の内周面(96)は、それぞれ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。 The inner peripheral surface (91) and outer peripheral surface (92) of the intermediate tightening ring (90) and the inner peripheral surface (96) of the mandrel ring (95) are each formed by a tapered surface inclined outward toward the downstream side. Has been.
そして、図11に示すように、常温(T1)において前記マンドレル(52)の組み立てを行い、心棒(80)の凸部(83)側から中間締めリング(90)およびマンドレルリング(95)を嵌め、凸部(83)を台座(31)に取り付けると、本体部(82)に外嵌めされた中間締めリング(90)およびマンドレルリング(95)は台座(31)の先端面と心棒(80)の頭部(84)との間に挟まれて軸線方向の所定位置に配置される。心棒(80)の本体部(82)と中間締めリング(90)との間、中間締めリング(90)とマンドレルリング(95)との間には、それぞれ、軸線に対して傾斜する隙間(S1)(S2)が形成される。 Then, as shown in FIG. 11, the mandrel (52) is assembled at room temperature (T 1 ), and the intermediate tightening ring (90) and the mandrel ring (95) are attached from the convex portion (83) side of the mandrel (80). When the fitting (83) is attached to the pedestal (31), the intermediate tightening ring (90) and mandrel ring (95) that are externally fitted to the main body (82) ) Between the head (84) and the head (84). Clearances (S) between the main body (82) of the mandrel (80) and the intermediate fastening ring (90) and between the intermediate fastening ring (90) and the mandrel ring (95) are inclined with respect to the axis. 1 ) (S 2 ) is formed.
上記のような心棒(80)を着脱自在に取り付ける構造においては、心棒(80)の交換が可能であり、かつメンテナンスをさらに簡単に行える。また、中間締めリング(90)およびマンドレルリング(95)を心棒(80)の上流側から嵌めることができるので、これらの周面(82a)(91)(92)(96)を下流側に向かって外向きに傾斜させる場合にそのテーパー角度の設計の自由度が高い。このため、台座(31)と一体に形成されて、下流側から中間締めリングおよびマンドレルリングを嵌める心棒では組み立てが不可能なテーパー角度の設定も可能となる。また、中間締めリング(80)およびマンドレルリング(95)に付与する軸線方向の締め付け力は、組み立て時に心棒(80)の雄ねじ部(86)と台座(31)の雌ねじ部(27)の締め具合で調節することができる。さらに、着脱自在の心棒においても、図1等のマンドレルのように頭部(ナット)が心棒から外れるようにすれば、心棒の上流側、下流側のどちらからでも中間締めリングおよびマンドレルリングを嵌めることができるので、さらにマンドレル設計の自由度が高くなる。 In the structure in which the mandrel (80) is detachably attached as described above, the mandrel (80) can be replaced and maintenance can be performed more easily. Further, since the intermediate tightening ring (90) and the mandrel ring (95) can be fitted from the upstream side of the mandrel (80), the peripheral surfaces (82a) (91) (92) (96) are directed toward the downstream side. The degree of freedom in designing the taper angle when tilting outward is high. For this reason, it is possible to set a taper angle that cannot be assembled with a mandrel formed integrally with the base (31) and fitted with an intermediate tightening ring and a mandrel ring from the downstream side. Also, the axial tightening force applied to the intermediate tightening ring (80) and mandrel ring (95) is the degree of tightening between the male threaded part (86) of the mandrel (80) and the female threaded part (27) of the base (31). Can be adjusted. Further, even in a detachable mandrel, if the head (nut) is detached from the mandrel as in the mandrel in FIG. 1 or the like, the intermediate tightening ring and mandrel ring can be fitted from either the upstream side or the downstream side of the mandrel. As a result, the mandrel design is more flexible.
本発明の押出ダイスは、閉じられた中空部を有する中空材の押出のみならず、中空部の一部が開口した半中空材の押出にも適用することができる。 The extrusion die of the present invention can be applied not only to the extrusion of a hollow material having a closed hollow portion, but also to the extrusion of a semi-hollow material having a part of the hollow portion opened.
また、本発明の押出ダイスを用いて成形する材料は金属である限り何ら限定されず、アルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金を例示できる。 Moreover, as long as the material shape | molded using the extrusion die of this invention is a metal, it will not be limited at all, and aluminum, copper, iron, and these alloys can be illustrated.
本発明の押出ダイスは、中空部または半中空部を有する各種押出材の製造に利用できる。 The extrusion die of the present invention can be used for producing various extruded materials having a hollow portion or a semi-hollow portion.
1…押出材
10…ポートホールダイス
11…雌型
20…雄型(押出ダイス)
30、50、51、52…マンドレル
31…台座
32、80…心棒
32a…外周面
33…段部
34…ボルト部
35、75…マンドレルリング
35a、76、96…内周面
36…ベアリング部
37…ナット(抑え部材)
40、60、70…中間締めリング
61、71…内周面
62、72…外周面
82…心棒の本体部
82…外周面
S1、S2…隙間
1 ... Extruded material
10 ... Porthole Dice
11 ... Female
20 ... Male mold (extrusion die)
30, 50, 51, 52 ... mandrels
31 ... pedestal
32, 80 ... mandrel
32a… Outer peripheral surface
33 ... Step
34… Bolt part
35, 75 ... Mandrel ring
35a, 76, 96 ... inner peripheral surface
36… Bearing part
37 ... Nut (holding member)
40, 60, 70 ... Intermediate fastening ring
61, 71 ... Inner peripheral surface
62, 72 ... outer peripheral surface
82 ... Main body of mandrel
82 ... outer peripheral surface S 1 , S 2 ... gap
Claims (6)
前記中間締めリングは、心棒およびマンドレルリングよりも熱膨張係数の大きい材料で構成され、
前記心棒の外周面、中間締めリングの内周面、中間締めリングの外周面およびマンドレルリングの内周面が、前記心棒に中間締めリングを介してマンドレルリングを外嵌めした状態において、常温時に心棒と中間締めリングとの間および中間締めリングとマンドレルリングとの間の少なくとも一方に隙間があり、押出時のダイス温度時に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。 A mandrel that molds the inner surface of the extruded material has a mandrel and a mandrel ring that is externally fitted to the mandrel via an intermediate tightening ring;
The intermediate fastening ring is made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the mandrel and mandrel ring,
When the outer peripheral surface of the mandrel, the inner peripheral surface of the intermediate tightening ring, the outer peripheral surface of the intermediate tightening ring, and the inner peripheral surface of the mandrel ring are externally fitted to the mandrel via the intermediate tightening ring, the mandrel at normal temperature There is a gap between at least one of the ring and the intermediate ring and between the intermediate ring and the mandrel ring so that the gap disappears in at least a part of the mandrel in the axial direction at the time of the die temperature at the time of extrusion. Extrusion dies characterized by being set to.
マンドレルの軸線方向の少なくとも一部において、心棒と中間締めリングとの間および中間締めリングとマンドレルリングとの間の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。 Using the extrusion die according to any one of claims 1 to 5,
An extrusion method characterized by performing extrusion at a temperature at which there is no gap between the mandrel and the intermediate fastening ring and between the intermediate fastening ring and the mandrel ring in at least a part of the mandrel in the axial direction.
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