JP2012011430A - Extrusion die - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、押出材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス、及び押出材の製造方法に関する。 The present invention relates to an extrusion die used when an extruded material is produced by an extrusion process, and a method for producing the extruded material.
なお本明細書及び特許請求の範囲において、上流及び下流とは、それぞれ押出方向に対し上流及び下流を意味している。 In the present specification and claims, upstream and downstream mean upstream and downstream with respect to the extrusion direction, respectively.
押出ダイスに設けられるベアリング部は、押出材の寸法精度や表面性状等を決定する重要な部位である。 The bearing portion provided in the extrusion die is an important part that determines the dimensional accuracy and surface properties of the extruded material.
例えば特開2000−237816号公報(特許文献1)には、成形孔の幅方向に測定したベアリング部の上流側端縁部の表面粗さRzが10μm以下に規制された押出ダイスが開示されている。 For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-237816 (Patent Document 1) discloses an extrusion die in which the surface roughness Rz of the upstream edge portion of the bearing portion measured in the width direction of the molding hole is regulated to 10 μm or less. Yes.
また、図10Aに示すように、押出ダイス101として、押出材の内周面及び外周面を成形する内周側及び外周側ベアリング面104、104の上流側端部にそれぞれ押出方向Eに対して成形孔102の内側に傾斜したチョーク部104aが形成されたものも知られている。すなわち、このベアリング面104は、その上流側端部に形成されたチョーク部104aと、チョーク部104aよりも下流側に形成された押出方向Eと平行なストレート部104bとから構成されている。成形孔102の下流側には成形孔102よりも幅広の裏逃げ孔106が成形孔102と連通して設けられている。
Further, as shown in FIG. 10A, as the extrusion die 101, the inner peripheral side and the outer peripheral side bearing
押出ダイス101によれば、図10Bに示すように、押出加工時に押出荷重Fによって押出ダイス101が下流側に撓んだ場合でも、ベアリング面104のチョーク部104aが押出材料を受けるので、表面性状が良好な押出材を製造することができる。
According to the extrusion die 101, as shown in FIG. 10B, even when the extrusion die 101 is bent downstream by the extrusion load F during the extrusion process, the
しかしながら、この押出ダイス101では、押出加工時間が長くなるのにつれて、ベアリング面104のチョーク部104aとストレート部104bとの間の角部104cが摩耗していき、その結果、押出材にダイスライン、ムシレ等の表面欠陥が発生したり押出材の寸法精度が低下するという欠点があった。
However, in this extrusion die 101, as the extrusion processing time becomes longer, the
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、表面性状や寸法精度に優れた押出材を長時間に亘って製造することができる押出ダイス、及び該押出ダイスを用いた押出材の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object of the present invention is to use an extrusion die capable of producing an extruded material having excellent surface properties and dimensional accuracy over a long period of time, and the extrusion die. Another object of the present invention is to provide a method for producing an extruded material.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
[1] 押出材を成形する成形孔のベアリング面がその全長さ領域に亘って押出方向に対して前記成形孔の内側に傾斜していることを特徴とする押出ダイス。 [1] An extrusion die characterized in that the bearing surface of the molding hole for molding the extruded material is inclined inward of the molding hole with respect to the extrusion direction over the entire length region.
[2] 前記押出材は、半中空形材であり、
押出ダイスは、前記成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通した複数のメタルホールとを有しており、
前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられている前項1記載の押出ダイス。
[2] The extruded material is a semi-hollow shape material,
The extrusion dies are formed on the upstream side of the forming hole, the tong part forming part for forming the tongue part of the semi-hollow shape material, the tong opening forming part for forming the tong opening part of the semi-hollow shape material, and A weld chamber provided, and a plurality of metal holes penetrating along the extrusion direction from the upstream side to the weld chamber,
The extrusion die according to the preceding
[3] ダイス本体と、前記ダイス本体の上流側に設けられるホールプレートとを備えており、
前記ダイス本体は、前記成形孔と前記トング部成形部と前記トング開口部成形部とを有し、
前記ホールプレートは、前記メタルホールを有している前項2記載の押出ダイス。
[3] A die body, and a hole plate provided on the upstream side of the die body,
The die body has the molding hole, the tongue part molding part, and the tongue opening molding part,
The extrusion die according to the preceding
[4] 前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている前項2又は3記載の押出ダイス。
[4] The extrusion die according to
[5] 前記ダミー成形部の下流側端面は、前記トング部成形部の上流側端面よりも面積が小さく設定されている前項2〜4のいずれかに記載の押出ダイス。
[5] The extrusion die according to any one of the preceding
[6] 上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、前記ダミー成形部の輪郭線が、前記トング部成形部の輪郭線よりも径方向内側に配置されている前項2〜5のいずれかに記載の押出ダイス。 [6] In the front view state seen from the upstream side along the extrusion direction, the contour line of the dummy molding part is disposed radially inward from the contour line of the tongue part molding part. An extrusion die according to any one of the above.
[7] 前項1〜6のいずれかに記載の押出ダイスを用いて押出材を押出加工により製造することを特徴とする押出材の製造方法。 [7] A method for producing an extruded material, wherein the extruded material is produced by extrusion processing using the extrusion die according to any one of 1 to 6 above.
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
前項[1]の押出ダイスによれば、成形孔のベアリング面がその全長さ領域に亘って押出方向に対して成形孔の内側に傾斜しているので、押出加工時に押出ダイスが撓んだ場合でも、ベアリング面の全長さ領域で押出材料を受けることができる。そのため、従来の押出ダイスのようにベアリング面のチョーク部とストレート部との間の角部が摩耗することで生じる不具合、すなわち、ダイスライン、ムシレ等の表面欠陥や寸法精度の低下を防止することができ、もって表面性状及び寸法精度に優れた押出材を長時間に亘って製造することができる。 According to the extrusion die of the preceding item [1], since the bearing surface of the molding hole is inclined inward of the molding hole with respect to the extrusion direction over the entire length region, the extrusion die is bent during the extrusion process. However, the extruded material can be received in the entire length region of the bearing surface. For this reason, it is possible to prevent defects caused by wear of the corner portion between the choke portion and the straight portion of the bearing surface as in the case of conventional extrusion dies, that is, surface defects such as die lines and burrs, and deterioration of dimensional accuracy. Therefore, an extruded material having excellent surface properties and dimensional accuracy can be produced over a long period of time.
さらに、ベアリング面がその全長さ領域に亘って押出方向に対して成形孔の内側に傾斜しているので、ベアリング面を例えばワイヤカット放電加工により容易に形成することができる。 Furthermore, since the bearing surface is inclined inward of the forming hole with respect to the extrusion direction over the entire length region, the bearing surface can be easily formed by, for example, wire cut electric discharge machining.
前項[2]の押出ダイスでは、トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられているため、押出加工時に、押出材料がダミー成形部の外周側に流動することにより、押出材料がトング部成形部の主要部に圧接せず、トング部成形部に加わる押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部が破損する可能性を低く抑えることができ、もって押出ダイスの耐久性を向上させることができる。 In the extrusion die of the preceding item [2], since the dummy molding part is provided corresponding to the upstream side of the tongue part molding part, the extrusion material flows to the outer peripheral side of the dummy molding part during the extrusion process. The material does not press against the main part of the tongue part molding part, and the extrusion load applied to the tongue part molding part is reduced. For this reason, it is possible to suppress the possibility that the tong opening molded portion is damaged by the extrusion load, thereby improving the durability of the extrusion die.
前項[3]の押出ダイスでは、製品形状を決定するベアリング部がダイス本体側に集約されているので、互いに組み合わされる雌型(ポートプレート)及び雄型(ホールプレート)から構成されるポートホールダイス等のホローダイスに比べて、内周側及び外周側ベアリング面間の位置調節等、ベアリング部の寸法精度や形状の管理を精度良く簡単に行うことができ、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。 In the extrusion die of the preceding item [3], since the bearing portion that determines the product shape is concentrated on the die body side, the port hole die composed of a female die (port plate) and a male die (hole plate) combined with each other Compared to such horoders, etc., it is possible to easily and accurately manage the dimensional accuracy and shape of the bearing part, such as adjusting the position between the inner and outer bearing surfaces, making it easy to produce high-quality semi-hollow shapes. It can be manufactured reliably.
前項[4]の押出ダイスでは、押出荷重によって押出ダイス(ホールプレート)に撓みが発生して、ダミー成形部が変位したとしても、その変位による悪影響がトング部成形部に及ぶようなことがなく、もって押出ダイスの耐久性をより一層向上させることができる。 In the extrusion die of the above item [4], even if the extrusion die (hole plate) bends due to the extrusion load and the dummy molded portion is displaced, the adverse effect due to the displacement does not reach the tongue portion molded portion. Thus, the durability of the extrusion die can be further improved.
前項[5]及び[6]の押出ダイスでは、所望するメタルフローを形成することができ、安定した押出加工を行えて、高品質の半中空形材をより確実に製造することができる。 With the extrusion dies of [5] and [6], a desired metal flow can be formed, stable extrusion can be performed, and a high-quality semi-hollow shape can be more reliably manufactured.
前項[7]の押出材の製造方法によれば、表面性状及び寸法精度に優れた押出材を長時間に亘って製造することができる。 According to the method for producing an extruded material of the preceding item [7], an extruded material having excellent surface properties and dimensional accuracy can be produced over a long period of time.
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1において、1は本発明の一実施形態に係る押出ダイス、10は押出ダイス1を具備した押出加工装置である。同図に示すように、この押出加工装置(半中空形材の製造装置)10は、直接押出加工方式のものであり、本実施形態の押出ダイス1を始め、その他に、コンテナ11、ステム12等を具備するものである。
In FIG. 1,
この押出加工装置10において製造される押出材8は、半中空形材である。以下では、押出材8を半中空形材という。
The extruded
半中空形材8は、図9に示すように、リップ溝型(リップチャンネル状)の形状を有しており、トング比が高い略C字状の断面形状に形成されている。
As shown in FIG. 9, the
この半中空形材8の材質は、金属であり、本実施形態ではアルミニウム(その合金を含む。以下同じ)である。
The material of the
この半中空形材8は、その内側に設けられ、かつ長さ方向(押出方向E)に延びるトング部(ボイド部)82と、周壁に設けられ、かつ長さ方向に延びるスリット状のトング開口部(周壁開口部)83とを備え、トング開口部83を介してトング部82が外部に開放されている。
This semi-hollow shaped
図1〜7に示すように、本実施形態の押出ダイス1は、押出方向Eに対し下流側に配置されるダイス本体2と、上流側に配置されるホールプレート5とに分割されている。なお後に詳述するように、ホールプレート5は、ベアリング部を備えず、ダイス(雄型)として機能するものではないが、便宜上、ダイス本体2を雌型、ホールプレート5を雄型と称する場合もある。ダイス本体2及びホールプレート5は、例えば、SKD61、SKD11等のダイス鋼やセラミック製である。
As shown in FIGS. 1-7, the extrusion die 1 of this embodiment is divided | segmented into the die
押出ダイス1のダイス本体2は、その上流側端面2aが押出方向Eに対して垂直に配置されている。さらに、ダイス本体2は、図4及び6に示すように、その中央部に半中空形材8を成形する成形孔3がダイス本体2の上流側端面2aから押出方向Eに延びて設けられるとともに、成形孔3の下流側に該成形孔3と連通し且つ成形孔3よりも幅広の裏逃げ孔25がダイス本体2の下流側端面まで押出方向Eに延びて設けられている。成形孔3の断面形状は、製造される半中空形材8の断面形状に対応した形状の略C字状に形成されている。
The
なお本実施形態において、ダイス本体2は、図2及び3に示すように、成形孔3を構成する内周側ベアリング面31及び外周側ベアリング面32等の全てのベアリング部がダイス本体2に形成されるものであり、ソリッドダイスとして捉えることもできる。内周側ベアリング面31は半中空形材8の内周面を成形するものであり、外周側ベアリング面32は半中空形材8の外周面を成形するものである。成形孔3は内周側及び外周側ベアリング面31、32間に形成されており、すなわち、成形孔3は内周側及び外周側ベアリング面31、32間の隙間からなる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the die
図8Aに示すように、各ベアリング面31、32は、ダイス本体2の上流側端面2aから各ベアリング面31、32の全長さ領域に亘って押出方向Eに対して成形孔3の内側に傾斜角θで傾斜しており、すなわちその全長さ領域に亘って傾斜面に形成されている。Lは、押出方向Eにおけるベアリング長さである。このベアリング長さLは、例えば2〜55mmの範囲内に設定される。
As shown in FIG. 8A, each bearing
さらに、ダイス本体2では、各ベアリング面31、32の下流側端縁31b、32bから各ベアリング面31、32に対して鋭角をなして成形孔3の外側に延びた裏逃げ面25a、25aが形成されるとともに、各裏逃げ面25a、25aの外端縁から押出方向Eに延びた裏逃げ孔25の側面25b、25bが押出方向Eに対して外側に傾斜して形成されている。さらに、各ベアリング面31、32は、その上流側端縁31a、32aで、ダイス本体2の上流側端面2aに対して鈍角をなして該上流側端面2aに接している。
Further, in the
押出方向Eに対する各ベアリング面31、32の傾斜角θは、押出加工時に押出荷重Fによって押出ダイス1が下流側に撓んだときに各ベアリング面31、32が押出方向Eに対して成形孔3の外側に傾斜した状態にならないような角度に設定されている。望ましくは、θは10分〜120分角度(即ち、0.17°〜2°)の範囲内に設定されるのが良い。θがこの範囲内に設定されることにより、押出加工時に押出荷重Fによってダイス本体2が下流側に撓んだときに各ベアリング面31、32が押出方向Eに対して成形孔3の外側へ傾斜した状態にならないように確実に実現することができ、すなわち、押出加工時に押出荷重Fによってダイス本体2が下流側に撓んだ場合でも押出材料81を各ベアリング面31、32で確実に受けることができる。
The inclination angle θ of each bearing
ダイス本体2の成形孔3の径方向内側には、半中空形材8のトング部82を成形するトング部成形部22が配置されるとともに、このトング部成形部22が、半中空形材8のトング開口部83を成形するトング開口部成形部23にてダイス本体2の外周部21と一体に繋がっている。従って、トング部成形部22は、ダイス本体外周部21に片持ち支持部としてのトング開口部成形部23を介して片持ち状に支持されている。なおトング開口部成形部23は、トング部成形部22の基端くびれ部として捉えることもできる。
On the radially inner side of the
トング部成形部22の上流側端面(正面)は、軸心方向(押出方向E)に対し直交する平坦面に形成されている。このトング部成形部22の断面形状(正面形状)は、半中空形材8のトング部82の断面形状に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状(四角形状)に形成されている。
The upstream end surface (front surface) of the tongue
また、図2に示すように、ダイス本体2の上流側端面(正面)における外周縁部には、上流側に突出する嵌合凸縁部29が周方向(軸心回りの方向)に連続して形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, a fitting
一方、ホールプレート5は、下流側(背面側)の内部にウエルドチャンバ51を有し、このウエルドチャンバ51が下流側に開放されている。したがって、ウエルドチャンバ51は成形孔3の上流側に成形孔3と連通して配置されている。さらにホールプレート5には、上流側端部がホールプレート5の上流側端面(正面)に開口し、下流側端部が上記ウエルドチャンバ51に開口する複数のメタルホール55が形成されている。メタルホール55の断面形状(正面視形状)は、略1/4円形に形成されており、このメタルホール55が周方向に等間隔おきに4つ形成されている。
On the other hand, the
図4、5及び7に示すように、4つのメタルホール55の各間の領域は、ブリッジ53…として構成されており、周方向に互いに隣り合う2つのメタルホール55、55がブリッジ53によって仕切られている。すなわち、周方向に互いに隣り合う2つのメタルホール55、55間にブリッジ53が配置されている。
As shown in FIGS. 4, 5 and 7, the area between each of the four
ホールプレート5における4つのメタルホール55によって囲まれた部分は、押出ダイス1の軸心に沿って配置される軸心部50として構成されている。この軸心部50における下流側端部には、下流側方向に向けて突出する突出部61が一体に設けられるとともに、この突出部61の先端(下流側端部)が、図7に示すように背面視状態において矩形状のダミー成形部6として形成されている。このダミー成形部6は、トング部成形部22とは別体に形成されており、またダイス本体2のトング部成形部22に位置的に対応しており、ウエルドチャンバ51内にトング部成形部22の上流側にて該トング部成形部22に対向した状態に配置されるとともに、後に詳述するように、トング部成形部22に対し略相似形に形成されている。
A portion surrounded by the four
ここで、このダミー成形部6を備えた本実施形態のホールプレート5と、周知のポートホールダイス(ホローダイス)のホールプレートとを比較した場合、本実施形態のダミー成形部6は、周知のホールプレートにおける雄型ダイス(マンドレル)と同じ位置に配置されるものではあるが、半中空形材8の製品形状を決定するベアリング部(内周側ベアリング面)を有するものではない。つまり、このダミー成形部6は、雄型ダイスの位置に配置されるものの、雄型ダイスとして機能することはないため、雄型ダイスのダミーとして捉えることができる。
Here, when the
なお本実施形態のダミー成形部6は、後に詳述するように、押出加工時において、主として、押出材料81の流れ(メタルフロー)を制御して、トング部成形部22に加わる押出荷重(圧力)を調整するものであり、流動制御部や圧力制御部と称するようにしても良い。
In addition, as will be described in detail later, the
ダミー成形部6の下流側端面(先端面、背面)は、軸心方向(押出方向E)に対し直交する平坦面に形成されている。さらにこのダミー成形部6の断面形状(背面形状)は、ダイス本体2のトング部成形部22の断面形状(正面形状)に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状(四角形状)に形成されている。
The downstream end surface (tip surface, back surface) of the
さらにこのダミー成形部6は、図5に示すように正面視状態において、トング部成形部22に対し一回り小さく形成されている(図3参照)。具体的には、正面視または背面視の状態において、トング部成形部22の上流側端面(正面)の面積に対し、ダミー成形部6の下流側端面(背面)の面積の割合(百分率)、換言すれば、ダミー成形部6の背面によりトング部成形部22の正面が隠蔽される割合(隠蔽率)が、60〜97%に設定するのが良く、より好ましくは75〜95%に設定するのが良い。すなわちこのダミー成形部6によるトング部成形部22の隠蔽率が、小さ過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるトング部成形部22への押出荷重を十分に軽減させることができず、押出荷重によりトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなり、耐久性の低下を来すおそれがある。逆にダミー成形部6による隠蔽率が、大き過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるメタルフローを適切に制御することが困難になり、安定した押出加工を行うことが困難になるおそれがある。
Further, as shown in FIG. 5, the
もっとも本発明においては、トング部成形部22の押出荷重軽減効果のみを重要視する場合には、ダミー成形部6によるトング部成形部22の隠蔽率を100%以上に、つまりダミー成形部6の背面形状を、トング部成形部22の正面形状よりも大きく形成するようにしても良い。さらに隠蔽率を105%以上にすれば、押出荷重軽減効果は、より一層高くなる。
However, in the present invention, when only the effect of reducing the extrusion load of the
ここで図6に示すように、本実施形態において、トング部成形部22とトング開口部成形部23との境界線は、成形孔3の内周側ベアリング面31の両端部を結ぶ仮想の直線Lによって構成されている。従ってこの仮想の直線Lと、内周側ベアリング面31とによって、トング部成形部22の輪郭線(外周形状)が特定されるとともに、その輪郭線によって囲まれる領域がトング部成形部22の領域となり、この領域の面積がトング部成形部22の正面の面積と等しくなる。
Here, as shown in FIG. 6, in this embodiment, the boundary line between the tongue
さらに図6に示すように、トング長さ(仮想直線Lの長さ)としてのトング開口部成形部23の幅寸法を「W」、トング部成形部22の正面面積を「St」としたとき、トング比Tは、(トング部成形部正面面積St)/(トング開口部成形部23の幅寸法W)で求められる。そして本発明は、トング比Tが4以上(T≧4)の高トング比の押出ダイス1に好適に採用することができる。
Further, as shown in FIG. 6, when the width dimension of the tongue opening
また本実施形態において、ダミー成形部6における背面の輪郭線と、トング部成形部22における正面の輪郭線との間隔は、全周にわたって略一定の距離に設定されて、ダミー成形部6の背面形状(外周形状)は、トング部成形部22の正面形状(外周形状)に対し略相似形に形成されている。具体的には、正面視状態において、ダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線(成形孔3の内周側ベアリング面31)を基点列としたとき、その基点列の各基点を中心とする各等距離円の集合体における内側の輪郭線によって構成される形状となる。つまりダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状となっている。
In the present embodiment, the distance between the contour line on the back surface of the
さらにダミー成形部6の背面(下流側端面)と、トング部成形部22の正面(上流側端面)とは略平行に配置されている。
Furthermore, the back surface (downstream side end surface) of the
またホールプレート5の下流側端面(背面)における外周縁部には、上記ダイス本体2の嵌合凸縁部29に対応して、嵌合凹段部59が周方向に連続して形成されている。
A fitting
そしてこの構成のホールプレート5の嵌合凹段部59内に、上記ダイス本体2の嵌合凸縁部29が嵌合されるようにして、ダイス本体2とホールプレート5とが組み合わされて、本実施形態の押出ダイス1が製作される。
Then, the
図3に示すように、こうして組み立てられた本実施形態の押出ダイス1においては、ダミー成形部6の背面と、トング部成形部22の正面との間には隙間20が形成されている。この隙間20の幅寸法S2の下限値は、0.1mmに設定するのが好ましく、隙間20の幅寸法S2の上限値は、成形孔3の上流側(即ち入口側)幅寸法(ベアリング幅)S1と同等に設定するのがより好ましい。つまり0.1mm≦「S2」≦「S1」の関係が成立するように構成するのが良い。
As shown in FIG. 3, in the extrusion die 1 of this embodiment assembled in this way, a
ここで、隙間20の幅寸法S2が小さ過ぎる場合には、押出加工時にホールプレート5に加わる押出荷重によって、ホールプレート5が下流側へ撓んだ際に、ホールプレート5のダミー成形部6が、ダイス本体2のトング部成形部22に圧接し、トング部成形部22に大きな荷重が加わって、その荷重によってトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなるおそれがある。逆に幅寸法S2が大き過ぎる場合、つまり幅寸法S2が成形孔3の幅寸法S1を超える場合には、ビレットによって構成される押出材料(メタル)81が、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20に浸入し易くなる。この隙間20に押出材料81が浸入して押出材料81をかみ込んでしまうと、押出荷重によってホールプレート5が下流側へ撓んだ際に、ダミー成形部6が押出材料81を介してトング部成形部22を押圧し、トング部成形部22が撓んでトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなるおそれがある。
Here, when the width dimension S2 of the
また本実施形態の押出ダイス1においては、ダミー成形部6とトング部成形部22とは、ボルトやねじ等で機械的に連結固定されることはなく、ダミー成形部6とトング部成形部22とは、非連結状態ないし非固定状態、つまり互いに連係されることのないフリーな状態となっている。
Further, in the extrusion die 1 of the present embodiment, the
本実施形態の押出ダイス1では、ダミー成形部6とトング部成形部22との間に隙間22があり更にダミー成形部6はトング部成形部22に対して非固定状態となっているので、押出加工時にダミー成形部6に加わる押出荷重はブリッジ53のみが支える。
In the extrusion die 1 of the present embodiment, there is a
図1に示すように、本実施形態の押出ダイス1が、押出加工装置10におけるコンテナ11の下流側にダイスホルダー(図示省略)を介して保持されている。
As shown in FIG. 1, the extrusion die 1 of this embodiment is held via a die holder (not shown) on the downstream side of the
そしてこの押出加工装置10を用いた押出加工(半中空形材の製造方法)は、周知の押出加工方法と同様である。すなわち押出加工装置10のコンテナ11内に装填された押出材料(成形材料)81としてのアルミニウムビレットをステム12でダミーブロック13を介して押出方向Eに押す。これにより、押出材料81が各メタルホール55から導入されてウエルドチャンバ51内で合流及び溶着(圧着)されて成形孔3を通過する。これにより、押出材料81が成形加工されて成形孔3に対応した断面形状の図9に示す半中空形材8が製造される。
And the extrusion process (manufacturing method of a semi-hollow shape material) using this
而して、上記実施形態の押出ダイス1には次の利点がある。 Thus, the extrusion die 1 of the above embodiment has the following advantages.
図8A及び8Bに示すように、押出ダイス1のダイス本体2は押出加工時に押出荷重Fを受けることで下流側に少し撓む。このようにダイス本体2が撓んだ場合でも、内周側及び外周側ベアリング面31、32がそれぞれその全長さ領域に亘って押出方向Eに対して内側に傾斜しているので、成形孔3を通過する押出材料81を各ベアリング面31、32の全長さ領域で受けることができる。そのため、図10A及び10Bに示した従来の押出ダイス101のようにベアリング面104のチョーク部104aとストレート部104bとの間の角部104cが摩耗することで生じる不具合、すなわち、ダイスライン、ムシレ等の表面欠陥や寸法精度の低下を防止することができ、もって表面性状及び寸法精度に優れた半中空形材8を長時間に亘って製造することができる。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
さらに、ダイス本体2の各ベアリング面31、32がその全長さ領域に亘って押出方向Eに対して成形孔3の内側に傾斜しているので、ダイス本体2を製造する際に各ベアリング面31、32を例えばワイヤカット放電加工により形成する場合でも、各ベアリング面31、32の形成を容易に行うことができる。
Furthermore, since each bearing
さらに、ダイス本体2におけるトング部成形部22の上流側にトング部成形部22に対応してダミー成形部6を配置しているため、押出加工時に、押出材料81がダミー成形部6の外周側を流動することにより、押出材料81がトング部成形部22の中心部(主要部)に圧接することがなく、トング部成形部22に加わる押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部23が破損する可能性を低く抑えることができ、もって押出ダイス1の耐久性を向上させることができる。
Furthermore, since the
また本実施形態においては、ダミー成形部6をトング部成形部22に対し離間させているため、押出荷重によってホールプレート5に撓みが発生して、ダミー成形部6が下流側に押し出されたとしても、ダミー成形部6がトング部成形部22に圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部22に多大な荷重が加わることがなく、この点からも、トング開口部成形部23の破損を確実に防止でき、もって押出ダイス1の耐久性を一層向上させることができる。
Further, in this embodiment, since the
その上さらに、本実施形態においては、ダミー成形部6をトング部成形部22に対し非固定状態としているため、ホールプレート5の撓みによりダミー成形部6が変位したとしても、その変位に追従してトング部成形部22が変位するようなことがなく、ダミー成形部6の変位による悪影響がトング部成形部22に及ぶようなことがない。従ってトング開口部成形部23の破損をより確実に防止でき、もって押出ダイス1の耐久性をより一層確実に向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the dummy molded
なお本実施形態においては、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20の幅寸法S2を、成形孔3の幅寸法S1よりも狭く設定しているため、押出材料81は優先して成形孔3を通過するようになり、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20に押出材料81が浸入するのを確実に防止することができる。このため、押出材料81の隙間20への浸入による不具合、例えば隙間20に押出材料81がかみ込むことによって、ホールプレート5の撓みによる悪影響がトング部成形部22に及ぶのを確実に防止でき、もって押出ダイス1の耐久性をより一層確実に向上させることができる。
In this embodiment, since the width dimension S2 of the
また本実施形態においては、内周側ベアリング面31や外周側ベアリング面32等、製品形状を決定するベアリング部をダイス本体2側にのみ形成しているため、一般的なホローダイスのように、内周側ベアリング面と外周側ベアリング面とが、雄型(ホールプレート)と雌型(ポートプレート)とに分散して形成されるもの(例:ポートホールダイス)と比較して、寸法精度に優れた半中空形材8を製造することができる。
In the present embodiment, since the bearing portions that determine the product shape, such as the inner peripheral bearing
すなわち、ベアリング部が雄型および雌型に分散して形成されていると、ベアリング部の寸法精度や形状の維持・管理、例えば内周側および外周側ベアリング面間の位置関係の調整(ベアリング幅の調整)等が面倒となり、高い寸法精度を維持できず、高品質の半中空形材を製造することが困難になるおそれがある。 That is, if the bearings are formed in a male and female shape, the dimensional accuracy and shape of the bearings are maintained and managed, for example, adjustment of the positional relationship between the inner and outer bearing surfaces (bearing width). Adjustment), etc., and high dimensional accuracy cannot be maintained, and it may be difficult to manufacture a high-quality semi-hollow shape material.
これに対し、本実施形態においては、ベアリング面31、32をダイス本体2側に集約させているため、ベアリング面31、32間の位置調整等の各ベアリング面31、32の寸法精度や形状の維持・管理を精度良く簡単に行うことができ、高い寸法精度を維持できて、高品質の半中空形材8を簡単かつ確実に製造することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the bearing surfaces 31 and 32 are concentrated on the
また本実施形態においては、ダミー成形部6の外周形状をトング部成形部22の外周形状よりも一回り小さく形成しているため、ダミー成形部6の外周面近傍を流動する押出材料81は、トング部成形部22の外周部に圧接しその外周部にガイドされて、径方向外側(外径方向)への流れとなって、成形孔3に流入される。その一方、ウエルドチャンバ51の周壁面近傍を流動する押出材料81は、ダイス本体2の外周部21に圧接しその外周部21にガイドされて、径方向内側(内径方向)への流れとなって、成形孔3に流入される。このように押出材料81が、内径方向および外径方向の両側から成形孔3に流入されるという所望の理想的な押出材料81の流れ(メタルフロー)を形成することができ、安定した押出加工をスムーズに行えて、高品質の半中空形材製品をより一層確実に製造することができる。
Moreover, in this embodiment, since the outer periphery shape of the
特に本実施形態においては、ダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状としているため、周方向全域において、押出材料81が径方向内側から外側へとスムーズに流動して成形孔3に流入させることができ、上記理想的なメタルフローをより確実に実現させることができ、より一層高品質の半中空形材製品をより確実に製造することができる。
In particular, in the present embodiment, the outer peripheral shape of the
以上で本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
また上記実施形態では、ウエルドチャンバ51はホールプレート5に設けられているが、本発明では、その他に、ウエルドチャンバ51はダイス本体2に設けられていても良いし、ダイス本体2とホールプレート5とに跨がって設けられていても良い。すなわち、本発明では、ウエルドチャンバ51は、ダイス本体2とホールプレート5のうち少なくとも一方に設けられていれば良い。
In the above embodiment, the
また上記実施形態では、押出材8の材質、即ち押出材料81は、アルミニウムであるが、本発明では、その他に、アルミニウム以外の金属であっても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the material of the
また上記実施形態では、押出材8は半中空形材であるが、本発明では、その他に、中実材であっても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
本発明は、半中空形材等の押出材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス、及び押出材の製造方法に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the extrusion die used when manufacturing extruded materials, such as a semi-hollow shape material, by an extrusion process, and the manufacturing method of an extruded material.
1:押出ダイス
10:押出加工装置
2:ダイス本体
22:トング部成形部
23:トング開口部成形部
3:成形孔
31:内周側ベアリング面
32:外周側ベアリング面
5:ホールプレート
50:軸心部
51:ウエルドチャンバ
55:ダミー成形部
8:半中空形材(押出材)
81:押出材料
82:トング部
83:トング開口部
E:押出方向
1: Extrusion die 10: Extrusion device 2: Die body 22: Tongue forming part 23: Tongue opening forming part 3: Molding hole 31: Inner peripheral bearing surface 32: Outer peripheral bearing surface 5: Hall plate 50: Shaft Core 51: Weld chamber 55: Dummy molding part 8: Semi-hollow shape (extruded material)
81: Extruded material 82: Tongue part 83: Tongue opening E: Extrusion direction
Claims (7)
押出ダイスは、前記成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通した複数のメタルホールとを有しており、
前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられている請求項1記載の押出ダイス。 The extruded material is a semi-hollow material,
The extrusion dies are formed on the upstream side of the forming hole, the tong part forming part for forming the tongue part of the semi-hollow shape material, the tong opening forming part for forming the tong opening part of the semi-hollow shape material, and A weld chamber provided, and a plurality of metal holes penetrating along the extrusion direction from the upstream side to the weld chamber,
The extrusion die according to claim 1, wherein a dummy molding part is provided in the weld chamber so as to correspond to the upstream side of the tongue part molding part.
前記ダイス本体は、前記成形孔と前記トング部成形部と前記トング開口部成形部とを有し、
前記ホールプレートは、前記メタルホールを有している請求項2記載の押出ダイス。 A die body, and a hole plate provided on the upstream side of the die body,
The die body has the molding hole, the tongue part molding part, and the tongue opening molding part,
The extrusion die according to claim 2, wherein the hole plate has the metal hole.
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