JP2015107498A

JP2015107498A - 直接複動型押出プレス

Info

Publication number: JP2015107498A
Application number: JP2013250675A
Authority: JP
Inventors: 武治山本; Takeji Yamamoto
Original assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Current assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: JP6350790B2

Abstract

【課題】
従来の複動型押出プレスでは、押出成形中にマンドレルの先端部が所定の停止位置に対し数ミリメートル前後動することになり、押出された管状製品の肉厚にばらつきがあり、安定した品質の管状製品を得ることができなかった。
【解決手段】
メインクロスヘッドが押出方向に移動するときサイドシリンダから作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と前記ピアサシリンダのロッド側室受圧面積とを同一にし、ピアシング完了後に前記押出ステムにより前記ビレットを押出すに際して、前記サイドシリンダから作動油を排出する側の前記シリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室とを油圧管路で接続して連通するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピアシング完了後に前記押出ステムにより前記ビレットを押出すに際して、前記サイドシリンダから作動油を排出する側の前記シリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室とを油圧管路で接続して連通するようにした直接複動型押出プレスに関する。

従来、例えば銅、アルミニウム及びその合金等を用いて直接複動押出方法により管状製品の押出加工を行う押出プレスは、シリンダプラテンとエンドプラテンが対向して配置され、シリンダプラテンにはメインシリンダ、メインラム、押出ステム及びマンドレルが、エンドプラテンにはダイスが設けられ、押出ステムとダイスとの中間にはコンテナシリンダにより進退自在とするコンテナを有した公知の構成となっている。
押出ステムは、その先端にダミーブロックを配し、シリンダプラテンに設けられたメインシリンダ内に組み込まれたメインラムに、メインクロスヘッドを介して取り付けられるものであり、前記押出ステムの中心位置にはマンドレルがピアサシリンダロッドとともに、押出ステムと同行及び進退自在に配置される。そして、押出ステムに対向してダイスがエンドプラテンに取り付けられている。

押出ステムとダイスの中間には、進退自在にコンテナが配置され、そして、コンテナ内にビレットが収納される。コンテナ内に収納されたビレットに対し、押出ステムがダイス側へ移動することによってビレットが押圧されてアプセットが完了する。アプセット後に
マンドレルが前進してビレットに対するピアシングが行われ、マンドレルはダイスの所定の前進位置で停止するとともに、押出ステムが再び前進することにより、ビレットは管状製品として複動押出される。

複動型の押出プレスでは、マンドレルの先端部をダイスのベアリング部の所定位置に停
止させて製品を押出すに際し、マンドレルとダイスのベアリング部との相対位置が製品に
引っ張られても停止位置がズレないようマンドレルの位置が保持される構成となっている
。
特許文献１には、メインシリンダ内に設けたピアサシリンダと、押出プレス軸芯から外
れてマンドレルと強制的に連結された止め金具とを備え、この止め金具は油圧パイロット
弁に作用して、ダイスのベアリン部の所定の軸方向位置（停止位置）を保持するようにピ
アサシリンダのロッド側室へ一定量の圧油媒体を供給することを開始させる。そして、圧
油媒体の供給量が、マンドレルが静止しかつメインラムが前進する際のピアサシリンダロ
ッド側室の容積増大量に一致するようにして位置保持制御する複動型の押出プレスが開示
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の押出プレスでは機械的に止め金具と連接棒を介して油
圧パイロット弁を切り替え、一定量の圧油媒体を供給することにより、マンドレルをダイ
スのベアリング部の所定位置に保持する構成となっているので、油圧パイロット弁のスプ
ールのランドに相当する移動ストローク分だけ制御に遅れが生じ、押出成形中にマンドレ
ルの先端部が所定の停止位置に対し数ミリメートル前後動することになる。
さらに、マンドレルの先端位置を変更する場合や、押出速度を変更した場合には、止め金具の位置調整及びピアサシリンダのロッド側室に供給する油量と圧力をその都度調整する必要があった。
そのため、押出された管状製品の肉厚にばらつきがあり、安定した品質の管状製品を得ることができなかった。

特公昭４９−２６１８８号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、押出中にダイスのベアリン
グ部で前後移動することなく所定の停止位置を保持して、マンドレルの先端位置が変動す
ることを抑制するマンドレル保持手段を備えた、管状製品を得る直接複動型押出プレスを提供することを目的とする。

メインシリンダにより軸方向に押動自在に設けられ、先端に押出ステムを配したメインクロスヘッドと、マンドレルを前記押出ステム及び前記メインクロスヘッドの中で摺動可能とする前記メインシリンダ内に設けたピアサシリンダを有する直接複動型押出プレスにおいて、
前記メインクロスヘッドが押出方向に移動するときサイドシリンダから作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と前記ピアサシリンダのロッド側室受圧面積とを同一に設定し、
ピアシング完了後に前記押出ステムにより前記ビレットを押出すに際して、前記サイドシリンダから作動油を排出する側の前記シリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室とを油圧管路で接続して連通するようにした。

また、可変吐出量ポンプによりピアサシリンダの油量を調節できるようにした。

メインクロスヘッドが押出方向に移動するときサイドシリンダが作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と、ピアサシリンダのロッド側室受圧面積とを実質的に同一とし、押出中に押出ステムと同調するサイドシリンダから排出される作動油を、油圧管路を介してピアサシリンダのロッド側室に供給する構成としたので、押出中のマンドレル先端位置を所定の一定位置に保持することができ、マンドレル位置保持の制御が容易に行えるとともに、位置精度の向上を図ることができ、押出製品の品質が安定する。
押出操作中に押出速度を変更しても、ピアサシリンダのロッド側室に供給する作動油圧
力や油量をその都度調整する必要がなく、操作性が向上する。

メインクロスヘッドが押出方向に移動するとき作動油を排出する側のシリンダ室と、ピアサシリンダのロッド側室とに圧油の供給手段により圧油を供給する構成としたので、両シリンダの漏れ量や圧力低下が補償され、マンドレルの保持位置制御が向上する。

本発明の直接複動型押出プレスの概略を示す断面図である。マンドレル先端をダイスのベアリング部に位置させた押出状態を示す説明図である。

以下に、本発明に係る直接複動型押出プレス１０を、図１を参照して説明する。
図１に示すように押出プレス１０は、エンドプラテン１１とシリンダプラテン２５が対向して配置され、エンドプラテン１１にはダイス１２が、シリンダプラテン２５にはメインシリンダ２６、メインラム２４、メインクロスヘッド２３と押出ステム２２が設けられ、エンドプラテン１１とシリンダプラテン２５との間にはエンドプラテン１１に配した図示しないコンテナシリンダにより進退自在とするコンテナ１３を有する構成となっている。

押出ステム２２は、シリンダプラテン２５に設けられたメインシリンダ２６内に組み込まれたメインラム２４に、メインクロスヘッド２３を介して取り付けられたものであり、
押出ステム２２の中心位置にはマンドレル３１がサブマンドレル３２、ピアサシリンダロッド３３を経由してピアサシリンダピストン３５に取り付けられ、押出ステム２２と同行及び進退自在に配置されている。ダイス１２は、押出ステム２２と対向してエンドプラテン１１に設けられている。
そしてビレット１４は、ダイス１２とシリンダプラテン２５側へ移動したコンテナ１３との間にダミーブロック２１とともに図示しないビレットローダにより供給される。ダミーブロック２１はビレット１４の供給を円滑に行うためビレット１４のみコンテナ１３に挿入した後、押出ステム２２を後退させて図示しないダミーブロック供給装置により押出プレス中心へ移動させてコンテナ１３に挿入してもよい。

シリンダプラテン２５には２本のサイドシリンダ３７が取り付けられており、サイドシリンダロッド３６はメインクロスヘッド２３に固定されている。本図ではサイドシリンダ３７は２本であるが、４本の場合もありうる。
また、メインラム２４の内部にはピアサシリンダ３４があり、ピアサシリンダロッド３３に連結されたサブマンドレル３２は押出ステム２２、メインクロスヘッド２３の内部を進退自在に配置されている。

次に、本発明に係る直接複動型押出プレス１０の実施形態について、図１を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態を示し、符号１１はエンドプラテン、符号２５はエンドプラテンに対向して設けたシリンダプラテン、符号２４はメインシリンダ２６に摺動自在に取り付けたメインラム、符号２３はメインラム２４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２３は図示しないマシンベース上を摺動させるように配置してある。なお、エンドプラテン１１とシリンダプラテン２５は、同じく図示しないタイバーにより所定の間隔で保持可能な構成となっている。

また、メインラム２４内にはピアサシリンダ３４が設けられ、ピサシリンダロッド３３
の先端にはサブマンドレル３２を介してマンドレル３１が螺着されている。そして、マンドレル３１は、メインクロスヘッド２３の先端に取り付けた押出ステム２２の中を摺動自在に装着されている。
一方、エンドプラテン１１には、ダイス１２を備えでおり、コンテナ１３は、エンドプラテン１１又は、シリンダプラテン２５に設けた図示しない複数のコンテナシリンダにより進退可能に配されている。符号２１は、押出ステム２２の先端に配したダミーブロックである。

図１において、符号４０はピアサシリンダ３４のロッド側室を示し、その受圧面積はＡ
平方センチメートルに設定されている。符号４２はサイドシリンダ３７のメインクロスヘッド２３が押出方向に移動するときに作動油が排出される側のシリンダ室を示し、図１では２本のサイドシリンダ３７を設ける構成としたので、実質的同一となる各シリンダの受圧面積はピアサシリンダ３４のロッド側室の受圧面積Ａ平方センチメートルの二分の一（１／２Ａ平方センチメートル）に設定されている。図１では、サイドシリンダ３７をシリンダプラテン２５に設ける構成としたので、メインクロスヘッド２３が押出方向に前進移動するときの作動油の排出側はシリンダのロッド側となる。サイドシリンダ３７を４本用いる構成の場合では、その受圧面積はＡ平方センチメートルの四分の一（１／４Ａ平方センチメートル）に設定される。

本発明のマンドレル保持手段は、ビレット１４を押出す際にピアサシリンダ３４のロッ
ド側室４０とサイドシリンダ３７が前進移動するときに作動油が排出される側、即ち図１においては、サイドシリンダのロッド側室４２とを連通することで構成される。直接複動押出方式の押出プレスでは、マンドレル３１とメインクロスヘッド２３とが同調して前進移動（同行）するので、連通することによりサイドシリンダ３７から排出される作動油がピアサシリンダ３４のロッド側室へ供給される。このため、押出ステム２２が前進移動してもマンドレル３１の先端は移動をすることなく相対移動を行い、図２に示すようにダイス１２の端面からの所定の停止位置Ｓを保持し、マンドレル３１の先端部位置は規制される。
図２において、符号１５はダイス１２から押出される管状の押出製品を、１６はダイスのベアリング部を示す。

図１を参照して本発明に係るマンドレル保持手段の油圧回路５０の構成について説明す
る。符号５１及び５２は可変吐出型油圧ポンプで、図示しない電動機により駆動される。
可変吐出型油圧ポンプ５１、５２は図示しない公知の圧力調整弁等を備え、圧力が調整さ
れ、各シリンダに圧油を供給する。符号５５はピアサシリンダ３４を、５６はサイドシリンダ３７を動作させる電磁弁で、符号５３、５４及び５７は、ピアサシリンダ３４のロッド側室とサイドシリンダ３７が前進移動するときに作動油が排出される側であるサイドシリンダのロッド側室４２とを連通するときに操作する電磁弁とチェック弁である。

上記のように構成された直接複動型押出プレス１０の動作について説明する。ビレット１４はダミーブロック２１とともにビレットローダに載置されて押出中心位置に供給され、メインラム２４を前進させて押出ステム２２の先端をダミーブロック２１の端面に接触させて、ビレット挿通孔へビレット１４を装入し、次いでアプセットを行う。アプセットの後、電磁弁５５のＳＯＬｂを励磁してピアサシリンダ３４のピストンヘッド側室に圧油を導入し、マンドレル３１を前進しながらビレット１４を穿設し、マンドレル３１の先端を図２で示す、ダイス１２のベアリング部１６の所定の位置に停止（Ｓ）して位置保持するよう電磁弁５５のＳＯＬｂを消磁する。

マンドレル３１の図２に示す所定の停止位置保持は（事前にマンドレル３１とダイス１２との相対位置は測定して決定しておく）、ピアサシリンダ３４のピアサシリンダロッド３３又はメインクロスヘッド２３に予めスケールセンサ（図示略）を取り付けておき、ピアサシリンダロッド３３とピアサシリンダ３４の相対的な位置を決定しても良いが、前記マンドレル３１の先端部がダイス１２のベアリング部１６の所定の停止位置に設定されるものであれば、これに限定されるものではなく、別の方法で相対位置を決定しても良い。

次いで、メインラム２４を再び前進させて押出ステム２２を移動させ、ダイス１２から
所望の均一な肉厚を有した管状の押出製品１５を得る。押出中は電磁弁５６のＳＯＬｂを
励磁してサイドシリンダ３７をマンドレル３１の前進速度に同調させる。また、電磁弁５３、５４のＳＯＬｂを励磁してサイドシリンダ３７のロッド側室４２とピアサシリンダ３４のロッド側室４０とを連通させる。前述したように、サイドシリンダ３７のロッド側室受圧面積とピアサシリンダ３４のロッド側室受圧面積を実質的に同一面積としたので、サイドシリンダ３７から排出される作動油によりピアサシリンダロッド３３はメインクロスヘッド２３の前進速度と同調して相対移動を行う。このため、ダイス１２のベアリング部１６の所定の停止位置にあるマンドレル３１の先端面は常に所定の停止位置で保持されることになる。マンドレル３１と押出ステム２２の位置移動に同調する位置制御においては、ピアサシリンダ３４及びサイドシリンダ３７両シリンダからの漏れや圧力、容積効率等に起因するズレの補正を、可変吐出型油圧ポンプ５１から圧油を両シリンダ室に供給することによって行う。
そして、押出の終了時には、励磁した電磁弁のＳＯＬｂを消磁する。

押出終了後、メインラム２４を前進側に押圧する圧油を降圧して排出するとともに、サイドシリンダ３７のロッド側に圧油を導入してメインラム２４を縮退させて、メインクロスヘッド２３を後退させると、押出ステム２２が後退する。次いで、ピアサシリンダ３４のロッド側室４０へ圧油を供給してマンドレル３１を後退移動させ、ビレット１４の押残しから引き抜く。この後、ダイス１２からディスカードを切断除去する。

１１エンドプラテン
１２ダイス
１３コンテナ
１４ビレット
１５押出製品
１６ベアリング部
２１ダミーブロック
２２押出ステム
２３メインクロスヘッド
２４メインラム
２５シリンダプラテン
２６メインシリンダ
３１マンドレル
３２サブマンドレル
３３ピアサシリンダロッド
３４ピアサシリンダ
３６サイドシリンダロッド
３７サイドシリンダ
４０ピアサシリンダロッド室
４１ピアサシリンダヘッド室
４２サイドシリンダロッド室
４３サイドシリンダヘッド室
５１、５２可変吐出量型油圧ポンプ
５３〜５６電磁弁
５７チェック弁

Claims

メインシリンダにより軸方向に進退自在に設けられ、先端に押出ステムを配したメインクロスヘッドと、マンドレルを前記押出ステム及び前記メインクロスヘッドの中で摺動可能とする前記メインシリンダ内に設けたピアサシリンダを有する直接複動型押出プレスにおいて、
前記メインクロスヘッドが押出方向に移動するときサイドシリンダから作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と前記ピアサシリンダのロッド側室受圧面積とを同一にし、
ピアシング完了後に前記押出ステムにより前記ビレットを押出すに際して、前記サイドシリンダから作動油を排出する側の前記シリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室とを油圧管路で接続して連通するようにしたことを特徴とする直接複動型押出プレス。
可変吐出量型油圧ポンプによりピアサシリンダの油量を調節できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の直接複動型押出プレス。