JP2014076472A - 複動型押出プレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マンドレルの回動手段をメインクロスヘッドの開放穴部に設け、メインクロスヘッド及びピアサクロスヘッドを小型化してマシン全長が短く、据付面積を小さくした複動型押出プレス装置を提供することにある。
【解決手段】先端に押出ステムを有するメインクロスヘッドの中に、押出ステムの中心部を摺動自在に設けたマンドレルを有するピアサクロスヘッドが軸線方向に配置され、メインクロスヘッドと連結したメインラムの内部に該メインラムと同軸にピアサシリンダを設け、ピアサシリンダの内部に前後動自在にピストンと該ピストンに固着されたピストンロッドを直線的に位置するようピアサクロスヘッドと連結するとともに、マンドレルの回動手段とマンドレルの前進限位置を規制する位置決め手段とを備えた複動型押出プレス装置において、マンドレルの回動手段を、メインクロスヘッドのピアサクロスヘッドが摺動する開放穴先端部に設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、複動型押出プレス装置に係り、メインラム内に設けたピアサシリンダのシリンダロッド先端にピアサクロスヘッドを介して取り付けたマンドレルを、押出ステム内で回動自在として前記マンドレルの交換が容易に行えるようにした複動型押出プレス装置に関する。

アルミニウムやその合金などの金属を管状製品に押出加工する複動型押出プレス装置で用いられるマンドレルは、押出製品の変更等によって適宜交換されるが、その交換は押出ステム内でマンドレルを回動させることによって行われている。前記マンドレルの回動手段を備えた従来の複動型押出プレス装置は、以下のように構成されている。
図４及び５に示すように、コンテナホルダ１１はエンドプラテン３４に接して設けられているダイス３５に対向する位置に配され、コンテナシリンダ３７によって水平な軸線方向に移動可能で、その内部にコンテナ３６を有し、該コンテナ３６内にはビレットが収納できるようになっている。

コンテナホルダ１１と押出ステム２８の中間位置には、図示しないビレットローダが設置され、前記エンドプラテン３４のコンテナホルダ１１に対面する側の下部が突出して設けたダイス支持部上には、ダイスライドがマシン幅方向にスライド自在に配置されている。そして、ダイスライドは、前記エンドプラテン３４の側方に設けられた油圧シリンダによりマシン幅方向へ移動する。
前記エンドプラテン３４に対向して固定盤１３が設けられ、固定盤１３と一体型となったメインシリンダ１４を有し、前記メインシリンダ１４内にはメインラム１５が摺動自在に取り付けられ、メインクロスヘッド１６が前記メインラム１５に連結して設けられている。

メインラム１５内にはピアサシリンダ２２が内蔵されるとともに、メインラム１５の先端部とピアサシリンダ２２の先端部とが重畳的に装着されている。
前記メインクロスヘッド１６には軸線に直角な一方向にのみ貫通した開放穴１７が設けられ、ピアサクロスヘッド２３を軸線方向に摺動自在に設けるとともに、ピササクロスヘッド２３の後端部にはピアサシリンダピストンロッド２４が装着され、該ピストンロッド２４の端部にはピアサシリンダピストン２５が固着されている。そして、ピアサシリンダ２２のピアサシリンダピストン２５はピアサクロスヘッド２３の前後進用に使用される。

メインクロスヘッド１６の先端には円筒状の前記押出ステム２８が取り付けられ、押出ステム２８の中には摺動自在にマンドレル３０が設けてあり、マンドレル３０はマンドレルホルダ３２を介してピアサクロスヘッド２３に取り付けられている。マンドレルホルダ３２はウオームホィール５２とウオーム５１により構成されるウオーム機構により回動自在とされ、駆動軸５３、５４を介してマンドレル駆動モータ５５及び手動ハンドル５６に接続可能とされている。
そして、前記駆動手段によりウオーム機構を駆動することによってマンドレルホルダ３２を介してマンドレル３０は回動され、マンドレル３０の軸方向の位置を調整（芯ぶれの確認）や、マンドレル３０とマンドレルホルダ３２の間のネジが締め付けられたりできるようになっている。

また、ピアサシリンダ２２のピストンロッド側の圧油給排口及びピストンヘッド側圧油給排口から導入する圧油は、ピストンロッド側の受圧面積がピストンヘッド側の受圧面積より小さいことを考慮して、その分ピストンロッド側にヘッド側より幾分高めの圧油を導入することにより、ピアシング後のマンドレル３０の前進限位置の規制が行われる。
押出中、メインラム１５の移動量だけピアサシリンダ２２が移動し、ダイス３５とマンドレル３０との位置関係がずれるので、その分、ピアサシリンダ２２のヘッド側に供給している圧油とバランスするようにピアサシリンダ２２のロッド側に圧油を供給し、マンドレル３０の位置を保持する構成となっている。この構成により、機幅の小さい複動型押出プレス装置を得られることが開示されている。（特許文献１参照）

ところで、前記従来型の複動型押出プレス装置ではピアサクロスヘッド２３に設けたマンドレルホルダ３２をウオーム機構により回動する構成であることから、駆動機構が複雑であり、ピアサクロスヘッド２３と前記ピアサクロスヘッド２３を摺動自在に内部に設けた前記メインクロスヘッド１６が大型化して機長が長くなり、設置面積が大きくなるという問題があった。

特開平１０−２２５７１４号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、マンドレルの回動手段をメインクロスヘッドの開放穴部に設け、メインクロスヘッド及びピアサクロスヘッドを小型化してマシン全長が短く、据付面積を小さくした複動型押出プレス装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の複動型押出プレス装置は、先端に押出ステムを有するメインクロスヘッドの中に、前記押出ステムの中心部を摺動自在に設けたマンドレルを有するピアサクロスヘッドが軸線方向に配置され、前記メインクロスヘッドと連結したメインラムの内部に該メインラムと同軸にピアサシリンダを設け、前記ピアサシリンダの内部に前後動自在にピストンと該ピストンに固着されたピストンロッドを直線的に位置するよう前記ピアサクロスヘッドと連結するとともに、前記マンドレルの回動手段と前記マンドレルの前進限位置を規制する位置決め手段とを備えた複動型押出プレス装置において、マンドレルの回動手段を、前記メインクロスヘッドの前記ピアサクロスヘッドが摺動する開放穴部に設けたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の複動型押出プレス装置は請求項１に記載の発明において、前記マンドレルの回動手段は、前記メインクロスヘッドの開放穴部の前端に設けられ、その構成を、複数のフリーローラと一つの駆動ローラが前記マンドレルの軸心方向に揺動して前記マンドレルを取り付けたサブマンドレルの外周面に接離自在となるようにするとともに、前記フリーローラと一つの駆動ローラを前記サブマンドレルの外周面に押圧してマンドレルを回転するようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の複動型押出プレス装置は請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記マンドレルの前進限位置を規制する位置決め手段は、前記メインクロスヘッドに設けられ、その構成を、前記ピアサシリンダのロッド側へ一定量の圧油を供給し、その供給量を押出中に前記マンドレルが静止して、かつ前記押出ステムが前進移動するときの前記ピアサシリンダのロッド側容積の増大量と一致するようにしたことを特徴とする。

複数のフリーローラと一つの駆動ローラが前記マンドレルの軸心方向に揺動して前記マンドレルを取り付け、サブマンドレルの外周面に接離自在となるように構成したマンドレルの回動手段を、メインクロスヘッドの開放穴先端部に設け、前記フリーローラと一つの駆動ローラを前記サブマンドレルの外周面に押圧してマンドレルを回転するようにしたので、マンドレルホルダとピアサクロスヘッドの構造が簡略化されて小型になり、ピアサクロスヘッドが摺動するメインクロスヘッドも小型化されて機長が短くなり、設置面積を小さくすることができる。

前記ピアサシリンダのロッド側へ一定量の圧油を供給し、その供給量をマンドレルが静止して、かつ押出中に前記押出ステムが前進移動するときの前記ピアサシリンダのロッド側容積の増大量と一致するようにしたマンドレルの前進限位置を規制する位置決め手段を、前記メインクロスヘッドに設けたので、ピアサクロスヘッドの両側に一対に設けたマンドレルの位置決めストッパが不要となり、ピアサクロスヘッドを小型化できるとともに、マシン構造を簡略化することができる。

本発明の複動型押出プレス装置を示す全体図である。 マンドレルの回動手段の要部を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ矢視図であり、（ａ）はフリー及び駆動ローラをマンドレルに押圧させた状態を、（ｂ）はフリー及び駆動ローラをマンドレルから離脱させた状態を示す図である。 従来の複動型押出プレス装置を示す全体図である。 図４のＢ−Ｂ矢視図である。

以下に、本発明の複動型押出プレス装置１０を図１〜３を用いて説明する。図１に示す符号１３は固定盤、１４は固定盤１３と一体型となったメインシリンダ、１５はメインシリンダ１４に摺動自在に取り付けたメインラム、１６はメインラム１５に連結したメインクロスヘッドであり、メインクロスヘッド１６はガイド上を摺動させるように構成される。メインクロスヘッド１６には、軸線に直角な一方向にのみ貫通した立方体状の開放穴１７が設けてある。

メインラム１５はメインクロスヘッド１６の前進用であり、メインクロスヘッド１６の後退用としては、固定盤１３の上下に一対のサイドシリンダ１８が配置されており、サイドシリンダ１８のピストンロッド１９をクロスヘッド１６の一端に固定してある。
メインラム１５内にはピアサシリンダ２２が内蔵されるとともに、メインラム１５の先端部とピアサシリンダ２２の先端部とが重畳的に装着されている。メインクロスヘッド１６の開放穴１７には、開放穴１７を貫通したピアサクロスヘッド２３を軸線方向に摺動自在に設けるとともに、ピアサクロスヘッド２３の後端部にはピアサシリンダ２２のピストンロッド２４が装着され、該ピストンロッド２４の端部にはピストン２５が固着されている。

符号２８はメインクロスヘッド１６の先端に取り付けた円筒状の押出ステム、３０は押出ステム２８中に摺動可能に設けたマンドレルである。マンドレル３０はサブマンドレル３１及びマンドレルホルダ３２を介して前記ピアサシリンダロッド２４の先端部にピアサクロスヘッド２３内で固着して設けられている。そして、マンドレル３０はサブマンドレル３１に設けた雌ネジに螺合して取り付けてあり、サブマンドレル３１を回動することによりマンドレル３０はサブマンドレル３１へ容易に取り付けや、取り外しができる構成となっている。
符号３４は固定盤１３に対向し所定の間隔で保持可能としたタイバーで連結されたエンドプラテンである。エンドプラテン３４にはダイス３５が取り付けられ、ダイス３５と押出ステム２８との中間位置にはビレットを収納するコンテナ３６がコンテナシリンダ３７により前後動自在に設けられている。

符号４１はマンドレル３０の前進限位置を規制する位置決め手段４０としてメインクロスヘッド１６の左右に一対に設けたラムシリンダ本体であり、シリンダラム４２の先端はエンドプラテン３７に取り付けられている。ピアサシリンダ２２のロッド側ポート２６とラムシリンダ本体４１のポート４３は、ビレットを押出す際に油圧管路で接続して連通し、押出時にラムシリンダ本体４１から排出される圧油が油圧ポート４３を介してピアサシリンダ２２のロッド側ポート２６に供給される構成となっている。
そして、ピアサシリンダ２２のロッド側受圧面積とラムシリンダ４２の受圧面積は実質的同一となるように設定した。この設定により、前記ピアサシリンダ２２のロッド側へ一定量の圧油を供給し、その供給量をマンドレル３０が静止して、かつ押出中に押出ステム２８が前進移動するときの前記ピアサシリンダ２２のロッド側容積の増大量と一致するようにすることが可能となり、前記マンドレル３０の前進限位置を規制してマンドレル３０の先端がダイス３５の所定位置に保持される。

次に、図２及び３を用いて図１に示すマンドレルの回動手段６０について説明する。マンドレル３０の回動手段６０は、メインクロスヘッド１６の開放穴１７の前端部に設けられ、マンドレル３０を交換する際において、マンドレル３０を回動可能とする構成となっている。
符号６１は、サブマンドレル３１と同一のアライメントが可能なように支持部材６２で支持された本体フレームであり、周り止めピン６３を介してメインクロスヘッド１６取付けられている。

フリーローラ６４が軸６５により回転自在にローラアーム６８を介して本体フレーム６１に揺動自在に軸支され、駆動ローラ６７が従動軸６９によりローラアーム６８に取り付けられ、ローラアーム６８は本体フレーム６２に揺動自在に軸支されている。駆動ローラ６７を取付けたローラアーム６８の他端には駆動軸６９が設けられ、チェンホィール７２及びチェン７３を介して電動機７１の回転を駆動ローラ６７に伝達する構成となっている。

符号７４は、メインクロスヘッド１６の軸芯に同芯に設けられた円形プレートであり、メインクロスヘッド１６の前端部に回転自在に配されている。
円形プレート７４にはフリーローラ６４及び駆動ローラ６７をサブマンドレル３１の軸心に対して揺動させるアーム７５が軸支されており、アーム７５はローラアーム６８の回転軸７６に軸支される。
そして、フリーローラ６４及び駆動ローラ６７はサブマンドレル３１の外周部に等配して設けられた構成となっている。

図３に示す符号８１は円形プレート７４を回動する油圧シリンダで、メインクロスヘッド１６に揺動自在に取り付けられている。油圧シリンダ８１のピストンロッド８２が円形プレート７４にクレビス８３を介して軸支されており、油圧シリンダ８１を動作させることにより円形プレート７４が回動し、アーム７５を介してローラアーム６８が揺動され、フリーローラ６４と駆動ローラ６７がサブマンドレル３１の外周面に対し接離自在とすることができる。フリーローラ６４と駆動ローラ６７をサブマンドレル３１の外周面に押圧し、駆動ローラ６７をチェン７３及びチェンホィール７２を介して電動機７１により駆動することによりマンドレル３０を、サブマンドレル３１とともに可逆回転させることができる。符号８５は、駆動ローラ６７を回転するための巻き掛け伝動装置であり、チェン及びチェンホィールにより構成している。

図３（ａ）はフリーローラ６４と駆動ローラ６７がサブマンドレル３１の外周面と接した状態を、（ｂ）はフリーローラ６４と駆動ローラ６７がサブマンドレル３１の外周面と離れた状態を示し、アーム６８及び７５は軸６６を回転中心として揺動するようになっている。
本体フレーム６１がサブマンドレル３１の芯に合うような構成としたので、サブマンドレル３１とマンドレル芯を変化させることなくフリーローラ６４と駆動ローラ６７がサブマンドレル３１の外周面と接するので、マンドレル３０の芯を変化させることなくマンドレル３０を回転させることが出来る。

次に、複動型押出プレス装置１０の動作について説明する。図示しないビレットローダに載置されたビレットを、押出プレス装置の中心に位置するようにさせるとともに、メインラム１５を前進させて押出ステム２８の先端をフリーダミーブロックの端面に接触させた状態でコンテナ３６内に装入する。次いで、ピアサシリンダ２２のヘッド側に圧油を導入してビレットを穿設しながらマンドレル３０を前進させ、マンドレル３０の先端をダイス３５のベアリング部の所定位置に停止させて保持する。

マンドレル３０がダイス３５の所定位置になると（事前にマンドレル３０とダイス３５との相対位置は寸法を測定して決定しておく）ピアサシリンダ２２のロッド側の圧力ポート２６とラムシリンダ本体４１の圧力ポート４３とを電磁式切替弁を操作して油圧管路で接続して連通することにより、ラムシリンダ本体４１から排出される圧油をピアサシリンダ２２のロッド側へ供給が可能となる。ラムシリンダ本体４１はメインクロスヘッド１６に取り付けてあり、押出中は押出ステム２８と同じ速度で移動すること、そして、ピアサシリンダ２２のロッド側受圧面積とラムシリンダ本体４１の受圧面積を同一面積に設定したので、押出中に所定量の圧油がピアサシリンダ２２のロッド側へ供給されマンドレル３０の先端位置は、ダイス３５の所定位置から移動することなくその前進位置が規制される。
前記マンドレル３０の先端位置は、ピアサシリンダ２２の外周面に予め位置センサ等を取り付けておき、ピストン２５とピアサシリンダ２２の相対位置を決定しても良いが、マンドレル３０の先端部がダイス３５のベアリング部に位置するのであれば、これに限定するものでなく、別の方法にて相対位置を決定しても良い。

押出終了後、メインラム１５を前進側に押圧する圧油の圧力を降下させるとともに、サイドシリンダ１８のロッド側とラムシリンダ本体４１に圧油を供給してメインクロスヘッド１６及び押出ステム２８を後退させる。そして、コンテナをダイス３５から離間させ、シャー装置によりディスカードを切断除去する。又、押出終了後、ピアサシリンダ２２のロッド側とラムシリンダ本体４１との管路接続を解除し、ピアサシリンダ２２のロッド側へ圧油を供給することでマンドレル３０を後退移動させ、次の押出動作に備える。
この後、再びコンテナ３６を前進移動させてダイス３５と当接させるとともに、コンテナ３６と押出ステム２８との中間位置にビレットを供給してコンテナ３６内にビレットを装入し、前記動作を繰り返して行う。

次に、押出製品の変更等により行うマンドレル３０の交換操作について説明する。マンドレル３０はサブマンドレル３１に取り付けられたネジ部により結合されて押出ステム２８に挿通されているので、サブマンドレル３１のネジ部との結合を外すことにより行う。図１に示すように、押出ステム２８が後退位置にあり、コンテナ３６がダイス３５に当接した状態で、マンドレル３０を前進移動させて先端を押出ステム２８から抜き出す。次いで、回転を防止する治具を取り付けてマンドレル３０を固定し、マンドレル３０の回動手段６０を駆動してマンドレル３０を回転させ、サブマンドレル３１とマンドレル３０の螺合を解き、両者を分離する。

サブマンドレル３１の回転は、図３に示す油圧シリンダ８１のヘッド側に圧油を供給することにより行う。油圧シリンダ８１のピストンロッド８２の先端は円形プレート７４にクレビス８３を介して軸支されているので、円形プレート７４は図２（ａ）で示す時計方向に回転する。円形プレート７４には軸６６によりアーム７５が取り付けられており、アーム７５には一体的に揺動可能としたローラアーム６８が設けられており、前記アームの先端に供えたフリーローラ６４と駆動ローラ６７が円形プレート７４の回転に伴いサブマンドレル３１の外周面に押圧される。次いで、電動機７１を起動して駆動ローラ６７を回転させることにより、サブマンドレル３１は回転し、マンドレル３０とのネジ結合は解除される。取り外したマンドレル３０は図示しないマンドレルの交換装置等によりプレス機外へ取り出される。

交換する新たなマンドレル３０のサブマンドレル３１への取り付けは、前述した取り外しの逆操作により行う。新たなマンドレル３０の取り付け後に、油圧シリンダ８１のロッド側へ圧油を供給することにより円形プレート７４は図２（ｂ）で示す反時計方向へ回転し、アーム７５が揺動されてフリーローラ６４及び駆動ローラ６７とサブマンドレル３１との当接が解除される。これにより、再び押出操作ができるようになる。
なお、本発明は上記実施の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で種々変形実施できることは勿論である。

以上説明したように、本発明の複動型押出プレス装置では、マンドレルの取り付け及び取り外しに際してマンドレルネジ部の着脱に使用するマンドレルの回動手段をメインクロスヘッドのピアサクロスヘッドが摺動する開放穴の前端部に設ける構成としたことにより、マンドレルとピアサシリンダロッドを連結するピアサクロスヘッドとメインクロスヘッドが小型化され、装置の全長が短くなり、設置面積が小さくてすむ。
マンドレルの前進限位置を制限する位置決め手段を、メインクロスヘッドに設けたラムシリンダの排出油をピアサシリンダに供給して行う構成としたので、ピアサクロスヘッドの全幅が最小化されるとともに、一対に設けたストッパ機構が不要となり、装置の幅が小さくて設置面積が小さくなり、又、押出本体部の構成を簡略化することができる。

１０ 複動型押出プレス装置
１５ メインラム
１６ メインクロスヘッド
１７ 開放穴
２２ ピアサシリンダ
２４ ピストンロッド
２５ ピストン
２８ 押出ステム
３０ マンドレル
３１ サブマンドレル
４０ 位置決め手段
６０ マンドレルの回動手段
６４ フリーローラ
６７ 駆動ローラ

Claims (3)

1. 先端に押出ステムを有するメインクロスヘッドの中に、前記押出ステムの中心部を摺動自在に設けたマンドレルを有するピアサクロスヘッドが軸線方向に配置され、前記メインクロスヘッドと連結したメインラムの内部に該メインラムと同軸にピアサシリンダを設け、前記ピアサシリンダの内部に前後動自在にピストンと該ピストンに固着されたピストンロッドを直線的に位置するよう前記ピアサクロスヘッドと連結するとともに、マンドレルの回動手段と前記マンドレルの前進限位置を規制する位置決め手段とを備えた複動型押出プレス装置において、
   前記マンドレルの回動手段を、前記メインクロスヘッドの前記ピアサクロスヘッドが摺動する開放穴部に設けたことを特徴とする複動型押出プレス装置。
2. 前記マンドレルの回動手段は、前記メインクロスヘッドの開放穴部の前端に設けられ、その構成を、複数のフリーローラと一つの駆動ローラが前記マンドレルの軸心方向に揺動して前記マンドレルを取り付けたサブマンドレルの外周面に接離自在となるようにするとともに、前記フリーローラ及び一つの駆動ローラを前記サブマンドレルの外周面に押圧してマンドレルを回転するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の複動型押出プレス装置。
3. 前記マンドレルの前進限位置を規制する位置決め手段は、前記メインクロスヘッドに設けられ、その構成を、前記ピアサシリンダのロッド側へ一定量の圧油を供給し、その供給量を押出中に前記マンドレルが静止して、かつ前記押出ステムが前進移動するときの前記ピアサシリンダのロッド側容積の増大量と一致するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複動型押出プレス装置。

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