JP2016147278A - Hollow shape material forming extrusion die - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow shape material forming extrusion die capable of improving fatigue durability.SOLUTION: An extrusion die 10 includes a male mold 20 for forming an inside shape of a hollow shape material 1 and a female mold 30 for forming an outside shape of the hollow shape material 1. The male mold 20 has a holder 25 formed of a fitting hole 25C and a spider 22 fitted into the fitting hole 25C. The spider 22 is formed of a mandrel 23 corresponding to the inside shape of the hollow shape material 1 and a plurality of bridge parts 24a to 24d protruded outward from the outer circumferential surface of the mandrel 23. An inner circumferential surface 25D of the fitting hole 25C is shrink-fitted to a tip surface 24C of each bridge part 24a to 24d. An interference between the inner circumferential surface 25D of the fitting hole 25C and the tip surface 24C of each bridge part 24a to 24d is 0.4 to 0.6% of an inner diameter of the fitting hole 25C.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、中空形材を成形する中空形材成形用押出ダイスに関する。   The present invention relates to an extrusion die for forming a hollow shape for forming a hollow shape.

アルミニウム合金の押出加工は、断面形状の自由度が高く、押出成形される中空形材を得るのに優れている。近年では、7075、7N01、7003等の所謂7000系といった高強度アルミニウム合金からなる中空形材の需要が増加している。   The extrusion process of the aluminum alloy has a high degree of freedom in cross-sectional shape, and is excellent for obtaining a hollow shape material to be extruded. In recent years, there has been an increasing demand for hollow shapes made of high-strength aluminum alloys such as so-called 7000 series such as 7075, 7N01, and 7003.

アルミニウム合金からなるビレットを上流側から下流側に押し出して中空形材を成形する押出ダイスは、中空形材の内側形状を成形するオス型と、中空形材の外側形状を成形するメス型と、を備えている。
スパイダータイプの押出ダイスのオス型は、嵌合孔が形成されたホルダと、嵌合孔に内嵌されるスパイダーと、を有している。そして、スパイダーには、中空形材の内側形状に対応するマンドレルと、マンドレルの外周面から外方に突出した複数のブリッジ部と、が形成されており、各ブリッジ部の先端面が嵌合孔の内周面に接合されている。
An extrusion die for forming a hollow shape by extruding a billet made of an aluminum alloy from the upstream side to the downstream side, a male die for shaping the inner shape of the hollow shape member, a female die for shaping the outer shape of the hollow shape member, It has.
The male type of the spider-type extrusion die has a holder in which a fitting hole is formed and a spider that is fitted in the fitting hole. The spider is formed with a mandrel corresponding to the inner shape of the hollow shape member and a plurality of bridge portions protruding outward from the outer peripheral surface of the mandrel, and the front end surface of each bridge portion is a fitting hole. It is joined to the inner peripheral surface.

前記した押出ダイスによって、高強度アルミニウム合金からなるビレットを押出成形する場合には、ビレットの押出力が大きくなる。したがって、押出成形時にビレットからブリッジ部に対して大きな押圧力が付与され、ブリッジ部の引張ひずみが大きくなる。
押出成形時にブリッジ部の引張ひずみが大きくなると、ブリッジ部の耐用回数が低下してしまう。
そこで、従来の押出ダイスとしては、各ブリッジ部の先端面と嵌合孔の内周面とを焼き嵌めすることで、ブリッジ部に初期荷重(圧縮力)を付与しているものがある(例えば、特許文献1参照)。このように、ブリッジ部に焼き嵌めによる圧縮ひずみを生じさせておくことで、押出成形時にブリッジ部に生じる引張ひずみを低減することができる。
When a billet made of a high-strength aluminum alloy is extruded by the above-described extrusion die, the pushing force of the billet is increased. Therefore, a large pressing force is applied from the billet to the bridge portion during extrusion molding, and the tensile strain of the bridge portion increases.
If the tensile strain of the bridge portion increases during extrusion, the number of times that the bridge portion can be used decreases.
Therefore, as a conventional extrusion die, there is one in which an initial load (compression force) is applied to the bridge portion by shrink fitting the front end surface of each bridge portion and the inner peripheral surface of the fitting hole (for example, , See Patent Document 1). As described above, by causing the bridge portion to have a compressive strain due to shrink fitting, the tensile strain generated in the bridge portion during extrusion molding can be reduced.

特開2013−059792号公報JP 2013-059792 A

前記した従来の押出ダイスでは、焼き嵌めによるブリッジ部の圧縮ひずみが大き過ぎると、押出成形を繰り返したときのブリッジ部の耐用回数が低下するという問題がある。   In the above-described conventional extrusion die, if the compressive strain of the bridge portion due to shrink fitting is too large, there is a problem in that the durability of the bridge portion when the extrusion molding is repeated decreases.

本発明は、前記した問題を解決し、疲労耐久性を向上させることができる中空形材成形用押出ダイスを提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the extrusion die for shaping | molding a hollow shape material which can solve an above described problem and can improve fatigue durability.

前記課題を解決するため、本発明は、アルミニウム合金からなるビレットを上流側から下流側に押し出して中空形材を成形する中空形材成形用押出ダイスである。前記中空形材成形用押出ダイスは、前記中空形材の内側形状を成形するオス型と、前記中空形材の外側形状を成形するメス型と、を備えている。前記オス型は、嵌合孔が形成されたホルダと、前記嵌合孔に内嵌されるスパイダーと、を有している。前記スパイダーには、前記中空形材の内側形状に対応するマンドレルと、前記マンドレルの外周面から外方に突出した複数のブリッジ部と、が形成されている。前記嵌合孔の内周面と前記各ブリッジ部の先端面とは焼き嵌めされている。前記嵌合孔の内周面と前記各ブリッジ部の先端面との締め代は、前記嵌合孔の内径の0.4%から0.6%に設定することが望ましい。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a hollow shape forming extrusion die for forming a hollow shape shape by extruding a billet made of an aluminum alloy from an upstream side to a downstream side. The extrusion die for forming a hollow shape member includes a male die that shapes the inner shape of the hollow shape member, and a female die that shapes the outer shape of the hollow shape member. The male type has a holder in which a fitting hole is formed and a spider that is fitted into the fitting hole. The spider is formed with a mandrel corresponding to the inner shape of the hollow shape member, and a plurality of bridge portions protruding outward from the outer peripheral surface of the mandrel. The inner peripheral surface of the fitting hole and the front end surface of each bridge portion are shrink-fitted. It is desirable that the tightening margin between the inner peripheral surface of the fitting hole and the front end surface of each bridge portion is set to 0.4% to 0.6% of the inner diameter of the fitting hole.

本発明のように、ホルダの嵌合孔の内周面と、スパイダーの各ブリッジ部の先端面との締め代を設定することで、押出成形時にブリッジ部に生じる引張ひずみと焼き嵌めによりブリッジ部に生じる圧縮ひずみとの差の値である全ひずみを十分に小さくすることができる。
すなわち、本発明では、押出成形時にスパイダーのブリッジ部に生じる引張ひずみを小さくするとともに、焼き嵌めによるブリッジ部の圧縮ひずみも抑制することができる。
これにより、本発明では、押出成形を繰り返したときのブリッジ部の耐用回数を増やすことができるため、押出ダイスの疲労耐久性を向上させることができる。
As in the present invention, by setting the tightening margin between the inner peripheral surface of the fitting hole of the holder and the tip surface of each bridge portion of the spider, the bridge portion is caused by the tensile strain and shrinkage that are generated in the bridge portion during extrusion molding. The total strain, which is the value of the difference from the compressive strain generated in, can be made sufficiently small.
That is, in the present invention, the tensile strain generated in the bridge portion of the spider during extrusion molding can be reduced, and the compressive strain of the bridge portion due to shrink fitting can be suppressed.
Thereby, in this invention, since the durable frequency | count of a bridge | bridging part when extrusion molding is repeated can be increased, the fatigue durability of an extrusion die can be improved.

前記した中空形材成形用押出ダイスにおいて、前記嵌合孔の孔壁部の径方向の厚さを、前記嵌合孔の半径の60%から90%に設定し、ホルダの強度を十分に確保することで、嵌合孔と各ブリッジ部とを焼き嵌めにより確実に接合することができる。   In the above-described extrusion die for forming a hollow member, the thickness of the hole wall in the radial direction of the fitting hole is set to 60% to 90% of the radius of the fitting hole to sufficiently secure the strength of the holder. By doing so, the fitting hole and each bridge part can be reliably joined by shrink fitting.

前記した中空形材成形用押出ダイスにおいて、前記ブリッジ部の両側面には、前記ビレットの押出方向に平行な一対のブリッジ側面が形成されており、前記両ブリッジ側面の間の最小幅を、前記嵌合孔の半径の30%から50%に設定し、ブリッジ部の強度を十分に確保することで、嵌合孔と各ブリッジ部とを焼き嵌めにより確実に接合することができる。   In the extrusion die for forming a hollow shape material described above, a pair of bridge side surfaces parallel to the extrusion direction of the billet are formed on both side surfaces of the bridge portion, and the minimum width between the two bridge side surfaces is By setting it to 30% to 50% of the radius of the fitting hole and sufficiently securing the strength of the bridge portion, the fitting hole and each bridge portion can be reliably joined by shrink fitting.

本発明の中空形材成形用押出ダイスによれば、押出成形を繰り返したときの耐用回数を増やすことができ、疲労耐久性を向上させることができるため、長寿命化を図ることができる。   According to the extrusion die for forming a hollow shape material of the present invention, the number of times of durability when the extrusion molding is repeated can be increased, and the fatigue durability can be improved, so that the life can be extended.

本発明の実施形態に係る押出ダイスを示した平面図である。It is the top view which showed the extrusion die which concerns on embodiment of this invention. 図1のI−I線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II line | wire of FIG. 本発明の実施形態に係るオス型およびメス型を示した断面斜視図である。It is a section perspective view showing a male type and a female type concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るホルダとスパイダーとを焼き嵌めする前の状態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the state before shrink-fitting the holder and spider which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るホルダにスパイダーを挿入する段階を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the step which inserts a spider in the holder which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るスパイダーを示した平面図である。It is the top view which showed the spider which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るスパイダーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the spider which concerns on embodiment of this invention. (a)は図6のII−II線に沿った断面図、(b)は(a)の内側成形突起部を下流側から見た図である。(A) is sectional drawing along the II-II line of FIG. 6, (b) is the figure which looked at the inner side shaping | molding protrusion part of (a) from the downstream. (a)は図6のIII−III線に沿った縦断面図、(b)は(a)の内側成形突起部を下流側から見た図である。(A) is the longitudinal cross-sectional view along the III-III line of FIG. 6, (b) is the figure which looked at the inner side shaping | molding protrusion part of (a) from the downstream. 本発明の実施形態に係るメス型を示した平面図である。It is the top view which showed the female type | mold which concerns on embodiment of this invention. 図10のIV−IV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the IV-IV line of FIG. 本発明の実施形態に係るスパイダーを示した平面図であり、ブリッジ部の両ブリッジ側面の間の最小幅と嵌合孔の半径との関係を示した図である。It is the top view which showed the spider which concerns on embodiment of this invention, and is the figure which showed the relationship between the minimum width between the both bridge | bridging side surfaces of a bridge part, and the radius of a fitting hole. 本発明の実施形態に係る押出ダイスによって成形される中空形材を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the hollow shape shape | molded by the extrusion die which concerns on embodiment of this invention. (a)は全ひずみと焼き嵌め量との関係を示したグラフ、(b)は全ひずみと耐用回数との関係を示したグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the total strain and shrinkage fit, (b) is a graph showing the relationship between the total strain and the service life.

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の押出ダイス10は、図2に示すように、高力系合金、特に、所謂7000系といった高強度アルミニウム合金からなる中空形材の押出成形に用いられる。
本実施形態の押出ダイス10は、スパイダーダイスタイプであり、図13に示すような断面目の字形状(はしご状)の中空形材1を押出成形することができる。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 2, the extrusion die 10 of this embodiment is used for extrusion molding of a high-strength alloy, particularly a hollow material made of a high-strength aluminum alloy such as a so-called 7000 series.
The extrusion die 10 of this embodiment is a spider die type, and can extrusion-mold the hollow shape material 1 having a cross-sectional shape (ladder shape) as shown in FIG.

中空形材1は、一対の長辺壁1A,1Aと、両長辺壁1A,1Aの長手方向の端部同士を連結する一対の短辺壁1B,1Bと、両短辺壁1B,1Bの間に等間隔に配置された二つの仕切り壁1C,1Cと、を有している。本実施形態の中空形材1の内部には、二つの仕切り壁1C,1Cによって三つの空間1S,1S,1Sが形成されている。   The hollow shape member 1 includes a pair of long side walls 1A and 1A, a pair of short side walls 1B and 1B that connect ends of the long side walls 1A and 1A in the longitudinal direction, and both short side walls 1B and 1B. And two partition walls 1C and 1C arranged at equal intervals. Three spaces 1S, 1S, 1S are formed by two partition walls 1C, 1C inside the hollow shape member 1 of the present embodiment.

押出ダイス10は、図2に示すように、アルミニウム合金からなるビレットBを押出方向Aの上流側から下流側に押し出して、中空形材1を成形するものである。
押出ダイス10は、中空形材1の内側形状を成形するオス型20と、中空形材1の外側形状を成形するメス型30と、メス型30を保持するバックダイ40と、を備えている。オス型20、メス型30およびバックダイ40は連結されている。
また、オス型20の上流側には、ビレットBが収容されたビレット押出装置60が配置される。このビレット押出装置60から押出ダイス10にビレットBが供給される。
As shown in FIG. 2, the extrusion die 10 is configured to extrude a billet B made of an aluminum alloy from the upstream side in the extrusion direction A to the downstream side to form the hollow shape member 1.
The extrusion die 10 includes a male die 20 that molds the inner shape of the hollow shape member 1, a female die 30 that shapes the outer shape of the hollow shape member 1, and a back die 40 that holds the female die 30. . The male mold 20, the female mold 30, and the back die 40 are connected.
In addition, on the upstream side of the male mold 20, a billet extrusion device 60 in which the billet B is accommodated is disposed. Billet B is supplied from the billet extrusion device 60 to the extrusion die 10.

オス型20とメス型30とは、ノックピン47および二本の位置決めピン46,46(図1参照)によって位置決めされる。オス型20、メス型30およびバックダイ40は二本の連結ボルト45,45(図1参照)によって連結されている。   The male mold 20 and the female mold 30 are positioned by a knock pin 47 and two positioning pins 46 and 46 (see FIG. 1). The male mold 20, the female mold 30, and the back die 40 are connected by two connecting bolts 45, 45 (see FIG. 1).

オス型20は、図2および図3に示すように、嵌合孔25Cが形成されたホルダ25と、嵌合孔25Cに内嵌されるスパイダー22と、を有している。ホルダ25は、スパイダー22の外周部を保持している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the male mold 20 includes a holder 25 in which a fitting hole 25C is formed, and a spider 22 that is fitted in the fitting hole 25C. The holder 25 holds the outer periphery of the spider 22.

ホルダ25は、図1に示すように、平面視で円形に形成されている。ホルダ25の中央部には、平面視で円形の嵌合孔25Cが形成されている。図2に示すように、嵌合孔25Cは、ホルダ25の上端面25Aから下端面25Bに亘って貫通している。   As shown in FIG. 1, the holder 25 is formed in a circular shape in plan view. A circular fitting hole 25C is formed in the center of the holder 25 in plan view. As shown in FIG. 2, the fitting hole 25 </ b> C penetrates from the upper end surface 25 </ b> A to the lower end surface 25 </ b> B of the holder 25.

図4に示すように、ホルダ25の嵌合孔25Cの孔壁部の径方向の厚さL3は、嵌合孔25Cの半径L1/2の60%から90%の間に設定されている。
なお、嵌合孔25Cの内径L1は、加熱されていない状態のホルダ25の嵌合孔25Cの上端面25A側の端部の内径である。
また、嵌合孔25Cの孔壁部の径方向の厚さL3は、ホルダ25の高さ方向の略中間位置における径方向の厚さである。
As shown in FIG. 4, the radial thickness L3 of the hole wall portion of the fitting hole 25C of the holder 25 is set between 60% and 90% of the radius L1 / 2 of the fitting hole 25C.
The inner diameter L1 of the fitting hole 25C is the inner diameter of the end portion on the upper end face 25A side of the fitting hole 25C of the holder 25 that is not heated.
Further, the radial thickness L3 of the hole wall portion of the fitting hole 25C is a radial thickness at a substantially intermediate position in the height direction of the holder 25.

嵌合孔25Cの内周面25Dには、図4に示すように、上端面25A側の端部から下端面25B側に向かうに従って漸次拡径しているテーパー面部25mと、テーパー面部25mに連続して下端面25Bまで延びている円筒面部24nと、が形成されている。嵌合孔25Cの軸方向に対するテーパー面部25mの傾斜角度αは、例えば、0.5°から1°に設定されている。   As shown in FIG. 4, the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C is continuous with the tapered surface portion 25m that gradually increases in diameter from the end portion on the upper end surface 25A side toward the lower end surface 25B side, and the tapered surface portion 25m. Thus, a cylindrical surface portion 24n extending to the lower end surface 25B is formed. The inclination angle α of the tapered surface portion 25m with respect to the axial direction of the fitting hole 25C is set, for example, from 0.5 ° to 1 °.

スパイダー22は、図1に示すように、マンドレル23と、マンドレル23の側面から外方に突出した複数のブリッジ部24と、を備えている。マンドレル23は、図2に示すように、中空形材1の内側形状に対応する形状に形成されている。
各ブリッジ部24は、マンドレル23を支持する部位である。各ブリッジ部24を区別する場合には、図1に示すように、第1ブリッジ部24a、第2ブリッジ部24b、第3ブリッジ部24cおよび第4ブリッジ部24dと称する。
なお、各ブリッジ部24a〜24dの間の四つの空間は、それぞれビレットBの導入空間Sとなっている。
As shown in FIG. 1, the spider 22 includes a mandrel 23 and a plurality of bridge portions 24 that protrude outward from the side surface of the mandrel 23. As shown in FIG. 2, the mandrel 23 is formed in a shape corresponding to the inner shape of the hollow shape member 1.
Each bridge portion 24 is a portion that supports the mandrel 23. When distinguishing each bridge part 24, as shown in FIG. 1, it calls the 1st bridge part 24a, the 2nd bridge part 24b, the 3rd bridge part 24c, and the 4th bridge part 24d.
Note that the four spaces between the bridge portions 24a to 24d serve as billet B introduction spaces S, respectively.

各ブリッジ部24a〜24dは、マンドレル23の側面から略X字となるように配置されている。
図6に示すように、第1ブリッジ部24aの外端部と第4ブリッジ部24dの外端部との間隔および第2ブリッジ部24bの外端部と第3ブリッジ部24cの外端部との間隔よりも、第1ブリッジ部24aの外端部と第2ブリッジ部24bの外端部との間隔および第3ブリッジ部24cの外端部と第4ブリッジ部24dの外端部との間隔が大きく形成されている。
Each bridge part 24a-24d is arrange | positioned so that it may become a substantially X shape from the side surface of the mandrel 23. FIG.
As shown in FIG. 6, the distance between the outer end portion of the first bridge portion 24a and the outer end portion of the fourth bridge portion 24d, and the outer end portion of the second bridge portion 24b and the outer end portion of the third bridge portion 24c. The distance between the outer end portion of the first bridge portion 24a and the outer end portion of the second bridge portion 24b, and the distance between the outer end portion of the third bridge portion 24c and the outer end portion of the fourth bridge portion 24d. Is formed large.

各ブリッジ部24a〜24dは、マンドレル23の側面から外方に向けて直線状に延びている。各ブリッジ部24a〜24dの先端部の幅(スパイダー22の周方向の幅)は、外側に向かうに従って漸次大きくなっている。したがって、各ブリッジ部24a〜24dは、図6の平面視において、先端部(外端部)の幅が最大となり、延長方向の略中間部の幅が最小となるように形成されている。   Each of the bridge portions 24 a to 24 d extends linearly from the side surface of the mandrel 23 toward the outside. The width of the end portions of the bridge portions 24a to 24d (the circumferential width of the spider 22) gradually increases toward the outside. Therefore, each bridge part 24a-24d is formed so that the width | variety of the front-end | tip part (outer end part) may become the maximum, and the width | variety of the substantially intermediate part of the extension direction may become the minimum in planar view of FIG.

スパイダー22の上面22Aと側面との角部には、図7に示すように、上面22Aから下流側に向かうに従って幅が大きくなるように傾斜したテーパー状のビレットガイド面24Eが形成されている。
すなわち、各ブリッジ部24a〜24dの上部にはビレットガイド面24Eが形成されている。また、各ブリッジ部24a〜24dにおいて、ビレットガイド面24Eと下流側の端部との間には、押出方向A(図2参照)に平行なブリッジ側面24Gが形成されている。
そして、図12に示すように、一対のブリッジ側面24G,24Gの間の最小幅L4は、嵌合孔25Cの半径L1/2の30%から50%の間に設定されている。
As shown in FIG. 7, a tapered billet guide surface 24 </ b> E that is inclined so as to increase in width from the upper surface 22 </ b> A toward the downstream side is formed at the corner between the upper surface 22 </ b> A and the side surface of the spider 22.
That is, the billet guide surface 24E is formed in the upper part of each bridge part 24a-24d. In each of the bridge portions 24a to 24d, a bridge side surface 24G parallel to the extrusion direction A (see FIG. 2) is formed between the billet guide surface 24E and the downstream end portion.
As shown in FIG. 12, the minimum width L4 between the pair of bridge side surfaces 24G, 24G is set between 30% and 50% of the radius L1 / 2 of the fitting hole 25C.

各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cは、図1に示すように、ホルダ25の嵌合孔25Cの内周面25Dに当接している。嵌合孔25Cの内周面25Dと各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cとは、焼き嵌めにより接合されている。   As shown in FIG. 1, the front end surface 24 </ b> C of each of the bridge portions 24 a to 24 d is in contact with the inner peripheral surface 25 </ b> D of the fitting hole 25 </ b> C of the holder 25. The inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C and the front end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d are joined by shrink fitting.

各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cは、嵌合孔25Cの内周面25Dに沿って湾曲している。
各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cは同じ形状であるため、以下の説明では、図4に示した第2ブリッジ部24bの先端面24Cの形状について説明し、その他の各ブリッジ部24a,24c,24dの先端面24Cの形状については省略する。
The front end surfaces 24C of the bridge portions 24a to 24d are curved along the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C.
Since the front end surface 24C of each bridge part 24a-24d is the same shape, in the following description, the shape of the front end surface 24C of the 2nd bridge part 24b shown in FIG. 4 is demonstrated, and each other bridge part 24a, 24c. 24d, the shape of the tip surface 24C is omitted.

第2ブリッジ部24bの先端面24Cは、スパイダー22の上面22A側の端部から下流側に向かうに従って漸次外方に大きくなるように傾斜しているテーパー面部24mと、テーパー面部24mから連続して下面22Bまで延びている円筒面部24nとが形成されている。
スパイダー22の軸方向に対するテーパー面部24mの傾斜角度αは、例えば、0.5°から1°に設定されている。
第2ブリッジ部24bのテーパー面部24mは、嵌合孔25Cのテーパー部25mに重ね合わされ、第2ブリッジ部24bの円筒面部24nは、嵌合孔25Cの円筒面部25nに重ね合わされる(図2参照)。
The distal end surface 24C of the second bridge portion 24b is continuous from the tapered surface portion 24m and the tapered surface portion 24m that is inclined so as to gradually increase outward from the end portion on the upper surface 22A side of the spider 22 toward the downstream side. A cylindrical surface portion 24n extending to the lower surface 22B is formed.
The inclination angle α of the tapered surface portion 24m with respect to the axial direction of the spider 22 is set to 0.5 ° to 1 °, for example.
The tapered surface portion 24m of the second bridge portion 24b is overlapped with the tapered portion 25m of the fitting hole 25C, and the cylindrical surface portion 24n of the second bridge portion 24b is overlapped with the cylindrical surface portion 25n of the fitting hole 25C (see FIG. 2). ).

このように、ホルダ25の嵌合孔25Cの内周面25Dと、スパイダー22の各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cとには、それぞれ互いに対応するテーパー面部25mとテーパー面部24mとが形成されている。
したがって、図5に示すように、スパイダー22をホルダ25の嵌合孔25C内に下流側から上流側に向けて挿入するときに、ホルダ25のテーパー面部25mにスパイダー22のテーパー面部24mがガイドされるため、挿入作業が容易である。
As described above, the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C of the holder 25 and the front end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d of the spider 22 are respectively formed with a tapered surface portion 25m and a tapered surface portion 24m. ing.
Therefore, as shown in FIG. 5, when the spider 22 is inserted into the fitting hole 25C of the holder 25 from the downstream side toward the upstream side, the tapered surface portion 24m of the spider 22 is guided by the tapered surface portion 25m of the holder 25. Therefore, the insertion work is easy.

嵌合孔25Cの内周面25Dおよび各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの全面を傾斜させた場合には、スパイダー22に対して挿入方向と逆方向に向けて力が作用することになる。
そこで、本実施形態では、嵌合孔25Cの内周面25Dおよび各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cに円筒面部25n,24nを設け、両円筒面部25n,24nの間に摩擦力を生じさせることで、スパイダー22がホルダ25から抜け出るのを防止している。
なお、嵌合孔25Cの内周面25Dおよび各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの全面に円筒面部を形成してもよい。
When the entire inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C and the entire front end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d are inclined, a force acts on the spider 22 in the direction opposite to the insertion direction. .
Therefore, in the present embodiment, cylindrical surface portions 25n and 24n are provided on the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C and the distal end surfaces 24C of the bridge portions 24a to 24d, and a frictional force is generated between the cylindrical surface portions 25n and 24n. This prevents the spider 22 from coming out of the holder 25.
In addition, you may form a cylindrical surface part in the whole inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C, and the front end surface 24C of each bridge | bridging part 24a-24d.

スパイダー22の上面22Aは、図2に示すように、平坦面に形成されている。スパイダー22とホルダ25とを組み付けた状態では、スパイダー22の上面22Aは、ホルダ25の上端面25A(シール面)よりも下流側の位置に配置される。   The upper surface 22A of the spider 22 is formed as a flat surface as shown in FIG. In a state in which the spider 22 and the holder 25 are assembled, the upper surface 22A of the spider 22 is disposed at a position downstream of the upper end surface 25A (seal surface) of the holder 25.

また、第1ブリッジ部24aの外端部と、第4ブリッジ部24dの外端部とは、円弧状のブリッジ横振れ防止部24Dによって連結されている(図6参照)。
同様に、第2ブリッジ部24bの外端部と、第3ブリッジ部24cの外端部とも、円弧状のブリッジ横振れ防止部24Dによって連結されている(図6参照)。
Further, the outer end portion of the first bridge portion 24a and the outer end portion of the fourth bridge portion 24d are connected by an arc-shaped bridge lateral shake prevention portion 24D (see FIG. 6).
Similarly, the outer end portion of the second bridge portion 24b and the outer end portion of the third bridge portion 24c are connected by an arcuate bridge lateral shake prevention portion 24D (see FIG. 6).

ブリッジ横振れ防止部24Dは、各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの円筒面部24nに連続して形成されている。すなわち、ブリッジ横振れ防止部24Dは、各ブリッジ部24a〜24dの下端部に形成されている。
なお、第1ブリッジ部24aと第2ブリッジ部24bとをブリッジ横振れ防止部によって連結するとともに、第3ブリッジ部24cと第4ブリッジ部24dをブリッジ横振れ防止部によって連結してもよい。
The bridge lateral shake prevention portion 24D is formed continuously with the cylindrical surface portion 24n of the distal end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d. That is, the bridge lateral shake prevention portion 24D is formed at the lower end of each of the bridge portions 24a to 24d.
In addition, while connecting the 1st bridge part 24a and the 2nd bridge part 24b with a bridge lateral shake prevention part, you may connect the 3rd bridge part 24c and the 4th bridge part 24d with a bridge lateral shake prevention part.

図1に示すように、各ブリッジ部24a〜24dの下端部には、隣り合う導入空間S,Sを連通させる空間連結孔26が形成されている(図3参照)。これにより、各導入空間S内に流入したビレットB(図2参照)は、空間連結孔26を通じて混ざり合う。   As shown in FIG. 1, the space connection hole 26 which connects adjacent introduction space S and S is formed in the lower end part of each bridge | bridging part 24a-24d (refer FIG. 3). Thereby, the billet B (see FIG. 2) that has flowed into each introduction space S is mixed through the space connection hole 26.

図8(a)に示すように、マンドレル23の下端部には、内側成形突起部23Aが形成されている。内側成形突起部23Aは、各ブリッジ部24a〜24dよりも下流側(メス型30側)に突出している。
内側成形突起部23Aには、第1内側駒部23B、第2内側駒部23Cおよび第3内側駒部23Dが形成されている。
As shown in FIG. 8A, an inner molding protrusion 23 </ b> A is formed at the lower end of the mandrel 23. The inner molding protrusion 23A protrudes downstream (the female mold 30 side) from the bridge portions 24a to 24d.
A first inner piece 23B, a second inner piece 23C, and a third inner piece 23D are formed on the inner molding protrusion 23A.

図8(b)に示すように、第1内側駒部23B、第2内側駒部23Cおよび第3内側駒部23Dは、それぞれ略四角柱形状に形成されている。各内側駒部23B,23C,23Dは、中空形材1の三つの空間1S,1S,1Sを形成する部位である。
各内側駒部23B,23C,23Dの外周面には、突起枠23Eが全周に亘って突出している。
As shown in FIG. 8B, the first inner piece portion 23B, the second inner piece portion 23C, and the third inner piece portion 23D are each formed in a substantially quadrangular prism shape. Each inner piece 23B, 23C, 23D is a part that forms three spaces 1S, 1S, 1S of the hollow shape member 1.
On the outer peripheral surface of each inner piece 23B, 23C, 23D, a protruding frame 23E protrudes over the entire periphery.

マンドレル23には、図6に示すように、第1ブリッジ部24aと第4ブリッジ部24dとの間の導入空間Sと、第2ブリッジ部24bと第3ブリッジ部24cとの間の導入空間Sとを連通する二つのビレットガイド孔24F,24Fが形成されている。
両ビレットガイド孔24F,24Fは、図6の左右方向に間隔を空けて直線状に平行して配置されている。
図8に示すように、第1内側駒部23Bの突起枠23Eと第2内側駒部23Cの突起枠23Eとの隙間、第2内側駒部23Cの突起枠23Eと第3内側駒部23Dの突起枠23Eとの隙間は、それぞれビレットガイド孔24F,24Fに連通している。
As shown in FIG. 6, the mandrel 23 has an introduction space S between the first bridge portion 24a and the fourth bridge portion 24d, and an introduction space S between the second bridge portion 24b and the third bridge portion 24c. Are formed. Two billet guide holes 24F and 24F are formed.
Both billet guide holes 24F, 24F are arranged in parallel in a straight line at intervals in the left-right direction in FIG.
As shown in FIG. 8, the gap between the protruding frame 23E of the first inner piece 23B and the protruding frame 23E of the second inner piece 23C, the protruding frame 23E of the second inner piece 23C and the third inner piece 23D. The gaps with the projection frame 23E communicate with the billet guide holes 24F and 24F, respectively.

メス型30は、図10に示すように、平面視で円形の部材である。メス型の上面(上流側の面)には、平面視で円形のホルダ受面30Aが形成されている。
図2に示すように、ホルダ受面30Aにホルダ25の下端面25Bが当接することで、メス型30にオス型20のホルダ25が保持される。
As shown in FIG. 10, the female die 30 is a circular member in plan view. On the upper surface (upstream surface) of the female mold, a circular holder receiving surface 30A is formed in plan view.
As shown in FIG. 2, the holder 25 of the male die 20 is held by the female die 30 by the lower end surface 25B of the holder 25 coming into contact with the holder receiving surface 30A.

ホルダ受面30Aの中央部には、図10に示すように、円形の凹部であるビレット溜まり部30Bが形成されている(図11参照)。ビレット溜まり部30Bの中央部には、長方形の外側成形開口部30Cが開口している。
外側成形開口部30Cは、図11に示すように、ビレット溜まり部30Bの底面からメス型30の下流側の面に貫通している。外側成形開口部30Cの内周面は、中空形材1(図8(b)参照)の外形を形成する部位である。
また、外側成形開口部30Cの内周面には、上流側から下流側に向かうに従って漸次拡大された逃げ部30Dが形成されている。
As shown in FIG. 10, a billet reservoir 30B, which is a circular recess, is formed at the center of the holder receiving surface 30A (see FIG. 11). A rectangular outer molded opening 30C is opened at the center of the billet reservoir 30B.
As shown in FIG. 11, the outer molding opening 30 </ b> C penetrates from the bottom surface of the billet reservoir 30 </ b> B to the downstream surface of the female die 30. The inner peripheral surface of the outer molded opening 30C is a part that forms the outer shape of the hollow shape member 1 (see FIG. 8B).
In addition, an escape portion 30D that is gradually enlarged from the upstream side toward the downstream side is formed on the inner peripheral surface of the outer molding opening 30C.

図2に示すように、ビレット溜まり部30Bおよび外側成形開口部30Cには、オス型20のスパイダー22の内側成形突起部23Aが挿入される。   As shown in FIG. 2, the inner molding protrusion 23A of the spider 22 of the male mold 20 is inserted into the billet reservoir 30B and the outer molding opening 30C.

図8(b)に示すように、各内側駒部23B〜23Dの突起枠23Eと、外側成形開口部30Cの内周面との隙間は、中空形材1の長辺壁1A,1Aおよび短辺壁1B,1Bを形成するための形材形成用孔部50を構成している。
また、第1内側駒部23Bの突起枠23Eと第2内側駒部23Cの突起枠23Eとの隙間は、中空形材1の仕切り壁1Cを形成するための形材形成用孔部51を構成している。
また、第2内側駒部23Cの突起枠23Eと第3内側駒部23Dの突起枠23Eとの隙間も、中空形材1の仕切り壁1Cを形成するための形材形成用孔部51を構成している。
As shown in FIG. 8 (b), the gap between the projection frame 23E of each of the inner pieces 23B to 23D and the inner peripheral surface of the outer molding opening 30C is the long side walls 1A and 1A and the short side walls of the hollow profile 1. A shape forming hole 50 for forming the side walls 1B, 1B is formed.
Further, the gap between the projection frame 23E of the first inner piece portion 23B and the projection frame 23E of the second inner piece portion 23C constitutes the shape forming hole 51 for forming the partition wall 1C of the hollow shape member 1. doing.
Further, the gap between the projection frame 23E of the second inner piece 23C and the projection frame 23E of the third inner piece 23D also forms the shape forming hole 51 for forming the partition wall 1C of the hollow shape 1. doing.

次に、押出ダイス10による中空形材1の成形方法を説明する。
図2に示すように、ビレット押出装置60からオス型20のホルダ25の嵌合孔25CにビレットBが供給されると、ビレットBは四つの導入空間S(図1参照)に流入する。
Next, a method for forming the hollow profile 1 using the extrusion die 10 will be described.
As shown in FIG. 2, when the billet B is supplied from the billet pushing device 60 to the fitting hole 25C of the holder 25 of the male mold 20, the billet B flows into the four introduction spaces S (see FIG. 1).

図3に示すように、スパイダー22の上流側の端部に形成されたビレットガイド面24Eは、ビレットBの押出方向に対して傾斜している(図7参照)。これにより、ビレットBは、ビレットガイド面24Eに沿って各導入空間S内にスムーズかつ均等に流入する。   As shown in FIG. 3, the billet guide surface 24 </ b> E formed at the upstream end of the spider 22 is inclined with respect to the billet B extrusion direction (see FIG. 7). Thereby, the billet B flows smoothly and evenly into each introduction space S along the billet guide surface 24E.

ビレットBは、図9(a)に示すように、各導入空間Sから矢印mで示すようにガイドされ、形材形成用孔部50から下流側に押し出される。そして、形材形成用孔部50から押し出されたビレットBによって、中空形材1の両長辺壁1A,1Aおよび両短辺壁1B,1Bが形成される(図9(b)参照)。   As shown in FIG. 9A, the billet B is guided from each introduction space S as indicated by an arrow m, and is pushed downstream from the shape forming hole 50. The long side walls 1A and 1A and the short side walls 1B and 1B of the hollow shape 1 are formed by the billet B pushed out from the shape forming hole 50 (see FIG. 9B).

また、ビレットBは、図8(a)に示すように、導入空間Sからビレットガイド孔24Fに流入し、ビレットガイド孔24F内で矢印nに示すようにガイドされ、形材形成用孔部51から下流側に押し出される。そして、形材形成用孔部51から押し出されたビレットBによって、中空形材1の仕切り壁1Cが形成される(図8(b)参照)。   Further, as shown in FIG. 8A, the billet B flows into the billet guide hole 24F from the introduction space S, is guided as indicated by the arrow n in the billet guide hole 24F, and is formed into the shape forming hole 51. Extruded downstream. Then, the partition wall 1C of the hollow shape member 1 is formed by the billet B pushed out from the shape member forming hole 51 (see FIG. 8B).

形材形成用孔部50,51から押し出された中空形材1は、図2に示すように、外側成形開口部30Cからバックダイ40の形材送出用穴40Aに送り出された後に、図示しない保持機構により保持されて、所定のストックヤード等に搬入される。   The hollow profile 1 extruded from the profile forming holes 50 and 51 is not shown in FIG. 2 after being fed from the outer molding opening 30C to the profile feed hole 40A of the back die 40. It is held by a holding mechanism and carried into a predetermined stock yard or the like.

なお、外側成形開口部30Cの内周面には、上流側から下流側に向かうに従って漸次拡大された逃げ部30Dが形成されているため、形材形成用孔部50,51から押し出された中空形材1は、外側成形開口部30Cおよび形材送出用穴40Aの内周面に接触することなく下流側に送り出される。   In addition, since the escape portion 30D that is gradually enlarged from the upstream side toward the downstream side is formed on the inner peripheral surface of the outer molding opening 30C, the hollow extruded from the shape forming holes 50 and 51 is formed. The profile 1 is sent downstream without coming into contact with the outer peripheral opening 30C and the inner peripheral surface of the profile delivery hole 40A.

次に、本実施形態の押出ダイス10におけるスパイダー22の各ブリッジ部24a〜24dと、ホルダ25の嵌合孔25Cとの焼き嵌めについて説明する。   Next, shrink fitting between each bridge portion 24a to 24d of the spider 22 and the fitting hole 25C of the holder 25 in the extrusion die 10 of the present embodiment will be described.

ホルダ25を加熱すると、ホルダ25が熱膨張して嵌合孔25Cが拡径し、嵌合孔25C内にスパイダー22を挿入可能となる。そして、図4に示すように、加熱状態のホルダ25の嵌合孔25C内に、スパイダー22を下流側から上流側に向けて挿入する。   When the holder 25 is heated, the holder 25 is thermally expanded to expand the fitting hole 25C, and the spider 22 can be inserted into the fitting hole 25C. Then, as shown in FIG. 4, the spider 22 is inserted into the fitting hole 25 </ b> C of the heated holder 25 from the downstream side toward the upstream side.

嵌合孔25Cにスパイダー22を挿入するときには、図5に示すように、例えば、焼き嵌め用作業台90にホルダ25を載置して行うことができる。この場合には、スパイダー22の下面22Bを焼き嵌め用作業台90の上端面90Aに突き当てることで、スパイダー22とホルダ25との厚さ方向の位置決めを行うことができる。   When inserting the spider 22 into the fitting hole 25C, as shown in FIG. 5, for example, the holder 25 can be placed on the shrink-fitting work table 90. In this case, the spider 22 and the holder 25 can be positioned in the thickness direction by abutting the lower surface 22B of the spider 22 against the upper end surface 90A of the shrink-fitting work table 90.

また、嵌合孔25Cにスパイダー22を挿入するときには、嵌合孔25Cにスパイダー22を回しながら押し込む。
このとき、本実施形態のスパイダー22には、図7に示すように、第1ブリッジ部24aと第4ブリッジ部24dとの間および第2ブリッジ部24bと第3ブリッジ部24cとの間にそれぞれブリッジ横振れ防止部24D,24Dが設けられているため、各ブリッジ部24a〜24dの変形を防ぐことができる。
Further, when the spider 22 is inserted into the fitting hole 25C, the spider 22 is pushed into the fitting hole 25C while being rotated.
At this time, as shown in FIG. 7, the spider 22 of the present embodiment has a space between the first bridge portion 24a and the fourth bridge portion 24d and a space between the second bridge portion 24b and the third bridge portion 24c, respectively. Since the bridge lateral shake prevention portions 24D and 24D are provided, the deformation of the bridge portions 24a to 24d can be prevented.

ここで、各ブリッジ部24a〜24dのうち、隣り合うブリッジ部の間の距離が大きい方が変形し易く、つまり、すぼまり易い傾向にある。そこで、本実施形態では、隣り合うブリッジ部の間の距離が大きい第1ブリッジ部24aと第4ブリッジ部24dとの間および第2ブリッジ部24bと第3ブリッジ部24cとの間にそれぞれブリッジ横振れ防止部24D,24Dが設けられている。   Here, among the bridge portions 24a to 24d, the one having a larger distance between adjacent bridge portions tends to be deformed, that is, tends to be narrowed. Therefore, in the present embodiment, the bridge sideways between the first bridge portion 24a and the fourth bridge portion 24d, and between the second bridge portion 24b and the third bridge portion 24c, which have a large distance between adjacent bridge portions, respectively. Shake prevention units 24D and 24D are provided.

その後、図2に示すように、ホルダ25の嵌合孔25C内にスパイダー22を位置決めした状態で、ホルダ25を冷却すると、ホルダ25が収縮して嵌合孔25Cが縮径する。
これにより、各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cに嵌合孔25Cの内周面25Dが締め付けられ、ホルダ25にスパイダー22が強固に固着される。
Thereafter, as shown in FIG. 2, when the spider 22 is positioned in the fitting hole 25C of the holder 25 and the holder 25 is cooled, the holder 25 contracts and the fitting hole 25C is reduced in diameter.
Thereby, the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C is fastened to the distal end surface 24C of each bridge portion 24a to 24d, and the spider 22 is firmly fixed to the holder 25.

次に、ホルダ25の嵌合孔25Cの内周面25Dと、スパイダー22の各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cとの締め代について説明する。   Next, the fastening allowance between the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C of the holder 25 and the distal end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d of the spider 22 will be described.

図4には、スパイダー22の各ブリッジ部24a〜24d(図1参照)の先端面24Cの外径L2が示されている。本実施形態において、各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの外径L2は、各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの上面22A側の端部が内接する円の直径である。   FIG. 4 shows the outer diameter L2 of the distal end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d (see FIG. 1) of the spider 22. In the present embodiment, the outer diameter L2 of the distal end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d is a diameter of a circle in which the end portion on the upper surface 22A side of the distal end surface 24C of each of the bridge portions 24a to 24d is inscribed.

また、ホルダ25の嵌合孔25Cの内径L1は、加熱されていない状態のホルダ25の嵌合孔25Cの上端面25A側の端部の内径である。   Further, the inner diameter L1 of the fitting hole 25C of the holder 25 is the inner diameter of the end portion on the upper end face 25A side of the fitting hole 25C of the holder 25 that is not heated.

そして、各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの外径L2よりも、ホルダ25の嵌合孔25Cの内径L1が僅かに小さく形成されている。   And the inner diameter L1 of the fitting hole 25C of the holder 25 is formed slightly smaller than the outer diameter L2 of the front end surface 24C of each bridge part 24a-24d.

本実施形態の締め代δは、嵌合孔25Cの内周面25Dの内径L1と、各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの外形L2との差(L2−L1)である。締め代δは、嵌合孔25Cの内径L1の0.4%から0.6%の間に設定されている。すなわち、以下の式1によって求められる。
δ=(0.004〜0.006)・L1 (式1)
このように、本実施形態では、ホルダ25とスパイダー22との焼き嵌めにおける焼き嵌め量δ/L1が0.4%から0.6%に設定されている。
なお、ホルダ25とスパイダー22とを焼き嵌めするときに、ホルダ25を加熱して熱膨張させると、各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの外径L2よりも、嵌合孔25Cの内径L1が大きくなり、嵌合孔25C内にスパイダー22を挿可能となる。
The interference allowance δ of the present embodiment is a difference (L2−L1) between the inner diameter L1 of the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C and the outer shape L2 of the distal end surface 24C of each bridge portion 24a to 24d. The tightening allowance δ is set between 0.4% and 0.6% of the inner diameter L1 of the fitting hole 25C. That is, it is obtained by the following formula 1.
δ = (0.004 to 0.006) · L1 (Formula 1)
Thus, in the present embodiment, the shrink fit amount δ / L1 in the shrink fit between the holder 25 and the spider 22 is set from 0.4% to 0.6%.
In addition, when the holder 25 and the spider 22 are shrink-fitted, if the holder 25 is heated and thermally expanded, the inner diameter L1 of the fitting hole 25C is larger than the outer diameter L2 of the distal end surface 24C of each bridge portion 24a to 24d. And the spider 22 can be inserted into the fitting hole 25C.

各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cの外径L2と、嵌合孔25Cの内径L1との締め代が大きい程、焼き嵌め時にスパイダー22に対して嵌合孔25Cの内周面25Dが締め付けられる力が大きくなる。
そして、嵌合孔25Cの内周面25Dと各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cとの締め代が大きい程、焼き嵌めにより各ブリッジ部24a〜24dに生じる初期荷重(圧縮力)が大きくなり、各ブリッジ部24a〜24dに生じる圧縮ひずみが大きくなる。
The larger the tightening allowance between the outer diameter L2 of the end face 24C of each bridge portion 24a to 24d and the inner diameter L1 of the fitting hole 25C, the tighter the inner peripheral surface 25D of the fitting hole 25C with respect to the spider 22 during shrink fitting. Increased power.
And the initial load (compressive force) which arises in each bridge | bridging part 24a-24d by shrink fitting becomes large, so that the interference margin of inner peripheral surface 25D of fitting hole 25C and the front end surface 24C of each bridge | bridging part 24a-24d is large. The compressive strain generated in each of the bridge portions 24a to 24d increases.

図14(a)に示したグラフは、焼き嵌め量と各ブリッジ部24a〜24d(図1参照)の全ひずみとの関係を示したものである。
各ブリッジ部24a〜24dの全ひずみΔεは、押出成形時に各ブリッジ部24a〜24dの基端部(つけ根部分)に生じる引張主ひずみε1の最大値と、焼き嵌めにより各ブリッジ部24a〜24dに生じる圧縮主ひずみε2の最小値との差の値であり、以下の式2によって求められる。
Δε=ε1−ε2 (式2)
The graph shown in FIG. 14A shows the relationship between the shrinkage amount and the total strain of each of the bridge portions 24a to 24d (see FIG. 1).
The total strain Δε of each bridge portion 24a to 24d is the maximum value of the main tensile strain ε1 generated at the base end portion (base portion) of each bridge portion 24a to 24d during extrusion molding and to each bridge portion 24a to 24d by shrink fitting. This is a value of a difference from the minimum value of the compression main strain ε2 that occurs, and is obtained by the following equation 2.
Δε = ε1-ε2 (Formula 2)

上記の引張主ひずみε1および圧縮主ひずみε2は、押出成形時にホルダ25およびスパイダー22が加熱された状態における同一部位(各ブリッジ部24a〜24dの基端部)の主ひずみである。引張主ひずみε1および圧縮主ひずみε2は、有限要素法(FEM)によるシミュレーションによって求められる。   The tensile main strain ε1 and the compression main strain ε2 are main strains at the same portion (base end portions of the bridge portions 24a to 24d) in a state where the holder 25 and the spider 22 are heated at the time of extrusion molding. The tensile principal strain ε1 and the compression principal strain ε2 are obtained by simulation by a finite element method (FEM).

図14(b)のグラフに示すように、各ブリッジ部24a〜24dの全ひずみが大きい程、押出成形を繰り返したときの各ブリッジ部24a〜24dの耐用回数が小さくなる。
すなわち、各ブリッジ部24a〜24dに生じる引張主ひずみε1が大きい場合だけではなく、焼き嵌めによる各ブリッジ部24a〜24dの圧縮主ひずみε2が大き過ぎる場合にも、各ブリッジ部24a〜24dの耐用回数が低下する。
As shown in the graph of FIG. 14B, the greater the total strain of each of the bridge portions 24a to 24d, the smaller the number of times each bridge portion 24a to 24d can be used when the extrusion molding is repeated.
In other words, not only when the tensile main strain ε1 generated in each bridge portion 24a-24d is large, but also when the compression main strain ε2 of each bridge portion 24a-24d due to shrink fitting is too large, the durability of each bridge portion 24a-24d. The number of times decreases.

図14(a)のグラフに示された線分では、焼き嵌め量δ/L1が0.4%から0.6%の領域において、全ひずみΔεが小さくなる。
そして、本実施形態では、焼き嵌め量δ/L1を0.4%から0.6%に設定することで、各ブリッジ部24a〜24d(図1参照)の全ひずみΔεを低減している。
In the line segment shown in the graph of FIG. 14A, the total strain Δε is small in the region where the shrinkage fit amount δ / L1 is 0.4% to 0.6%.
In the present embodiment, the total strain Δε of each of the bridge portions 24a to 24d (see FIG. 1) is reduced by setting the shrinkage fit amount δ / L1 from 0.4% to 0.6%.

以上のように、本実施形態の押出ダイス10では、図4に示すように、ホルダ25の嵌合孔25Cの内周面25Dと、スパイダー22の各ブリッジ部24a〜24d(図1参照)の先端面24Cとの締め代が、嵌合孔25Cの内径L1の0.4%から0.6%に設定されている。
このように、締め代を設定すると、押出成形時の各ブリッジ部24a〜24dの全ひずみを十分に小さくすることができる(図14(a)参照)。
これにより、押出ダイス10では、押出成形を繰り返したときの各ブリッジ部24a〜24dの耐用回数を増やすことができ、押出ダイス10の疲労耐久性を向上させることができるため、押出ダイス10の長寿命化を図ることができる。
As described above, in the extrusion die 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the inner peripheral surface 25 </ b> D of the fitting hole 25 </ b> C of the holder 25 and the bridge portions 24 a to 24 d (see FIG. 1) of the spider 22. The tightening margin with the front end surface 24C is set to 0.4% to 0.6% of the inner diameter L1 of the fitting hole 25C.
In this way, when the tightening margin is set, the total strain of each of the bridge portions 24a to 24d at the time of extrusion molding can be sufficiently reduced (see FIG. 14A).
Thereby, in the extrusion die 10, the durability of the extrusion die 10 can be increased when the extrusion molding is repeated, and the fatigue durability of the extrusion die 10 can be improved. Life can be extended.

また、押出ダイス10では、図1に示すように、ホルダ25の内周面25Dと、スパイダー22の各ブリッジ部24a〜24dの先端面24Cとが焼き嵌めにより強固に接合されている。
また、本実施形態では、図4に示すように、嵌合孔25Cの孔壁部の径方向の厚さL3を、嵌合孔25Cの半径L1/2の60%から90%に設定することで、ホルダ25の強度が十分に確保されている。
また、本実施形態では、図12に示すように、各ブリッジ部24a〜24dの両ブリッジ側面24G,24Gの間の最小幅L4を、嵌合孔25Cの半径L1/2の30%から50%に設定することで、各ブリッジ部24a〜24dの強度を十分に確保されている。
したがって、嵌合孔25Cと各ブリッジ部24a〜24dとを焼き嵌めにより確実に接合することができ、押出成形時の押出力がスパイダー22とホルダ25とに分散されるため、各ブリッジ部24a〜24dへの応力集中を緩和することができる。これにより、図2に示すように、押出力が大きな高強度アルミニウム合金からなるビレットBを押出成形する場合でも、ビレットBを高速に押し出すことができる。
Further, in the extrusion die 10, as shown in FIG. 1, the inner peripheral surface 25 </ b> D of the holder 25 and the tip surfaces 24 </ b> C of the bridge portions 24 a to 24 d of the spider 22 are firmly joined by shrink fitting.
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the radial thickness L3 of the hole wall portion of the fitting hole 25C is set to 60% to 90% of the radius L1 / 2 of the fitting hole 25C. Thus, the strength of the holder 25 is sufficiently secured.
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the minimum width L4 between the bridge side surfaces 24G and 24G of the bridge portions 24a to 24d is set to 30% to 50% of the radius L1 / 2 of the fitting hole 25C. By setting to, the strength of each of the bridge portions 24a to 24d is sufficiently ensured.
Therefore, the fitting hole 25C and the bridge portions 24a to 24d can be securely joined by shrink fitting, and the pushing force at the time of extrusion molding is distributed to the spider 22 and the holder 25. The stress concentration on 24d can be relaxed. Thereby, as shown in FIG. 2, even when the billet B made of a high-strength aluminum alloy having a large pushing force is extruded, the billet B can be extruded at a high speed.

以上、本発明の本実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態の押出ダイス10では、図8(b)に示すように、断面目の字状の中空形材1を押出成形するように構成されているが、中空形材の形状は限定されるものではない。そして、成形対象の中空形材の形状に対応させて、メス型30の外側成形開口部30Cおよびスパイダー22の内側成形突起部23Aの形状が形成される。
As mentioned above, although this embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
As shown in FIG. 8B, the extrusion die 10 of the present embodiment is configured to extrude the hollow shape 1 having a cross-sectional shape, but the shape of the hollow shape is limited. It is not a thing. Then, the shapes of the outer molding opening 30C of the female die 30 and the inner molding protrusion 23A of the spider 22 are formed corresponding to the shape of the hollow shape material to be molded.

1 中空形材
10 押出ダイス
20 オス型
22 スパイダー
23 マンドレル
23A 内側成形突起部
23B 第1内側駒部
23C 第2内側駒部
23D 第3内側駒部
23E 突起枠
24 ブリッジ部
24C 先端面
24D ブリッジ横振れ防止部
24E ビレットガイド面
24F ビレットガイド孔
24G ブリッジ側面
24a 第1ブリッジ部
24b 第2ブリッジ部
24c 第3ブリッジ部
24d 第4ブリッジ部
25 ホルダ
25C 嵌合孔
25D 内周面
25E 孔壁部
26 空間連結孔
30 メス型
30A ホルダ受面
30B ビレット溜まり部
30C 外側成形開口部
30D 逃げ部
50 形材形成用孔部
51 形材形成用孔部
60 ビレット押出装置
B ビレット
S 導入空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow profile 10 Extrusion die 20 Male type 22 Spider 23 Mandrel 23A Inner shaping | molding projection part 23B 1st inner piece part 23C 2nd inner piece part 23D 3rd inner piece part 23E Projection frame 24 Bridge part 24C Front end surface 24D Bridge lateral runout Prevention part 24E Billet guide surface 24F Billet guide hole 24G Bridge side surface 24a First bridge part 24b Second bridge part 24c Third bridge part 24d Fourth bridge part 25 Holder 25C Fitting hole 25D Inner peripheral surface 25E Hole wall part 26 Spatial connection Hole 30 Female type 30A Holder receiving surface 30B Billet pool part 30C Outer molding opening 30D Escape part 50 Profile forming hole 51 Profile forming hole 60 Billet extrusion device B Billet S Introduction space

Claims (3)

アルミニウム合金からなるビレットを上流側から下流側に押し出して中空形材を成形する中空形材成形用押出ダイスであって、
前記中空形材の内側形状を成形するオス型と、前記中空形材の外側形状を成形するメス型と、を備え、
前記オス型は、嵌合孔が形成されたホルダと、前記嵌合孔に内嵌されるスパイダーと、を有し、
前記スパイダーには、前記中空形材の内側形状に対応するマンドレルと、前記マンドレルの外周面から外方に突出した複数のブリッジ部と、が形成され、
前記嵌合孔の内周面と前記各ブリッジ部の先端面とは焼き嵌めされており、
前記嵌合孔の内周面と前記各ブリッジ部の先端面との締め代は、前記嵌合孔の内径の0.4%から0.6%であることを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
A hollow shape forming extrusion die for forming a hollow shape by extruding a billet made of an aluminum alloy from an upstream side to a downstream side,
A male mold for molding the inner shape of the hollow profile, and a female mold for molding the outer profile of the hollow profile,
The male type has a holder in which a fitting hole is formed, and a spider that is fitted in the fitting hole,
The spider is formed with a mandrel corresponding to the inner shape of the hollow shape member, and a plurality of bridge portions protruding outward from the outer peripheral surface of the mandrel,
The inner peripheral surface of the fitting hole and the front end surface of each bridge portion are shrink-fitted,
The fastening allowance between the inner peripheral surface of the fitting hole and the front end surface of each bridge portion is 0.4% to 0.6% of the inner diameter of the fitting hole. Extrusion die.
前記嵌合孔の孔壁部の径方向の厚さは、前記嵌合孔の半径の60%から90%であることを特徴とする請求項1に記載の中空形材成形用押出ダイス。   2. The extrusion die for forming a hollow shape member according to claim 1, wherein a thickness in a radial direction of a hole wall portion of the fitting hole is 60% to 90% of a radius of the fitting hole. 前記ブリッジ部の両側面には、前記ビレットの押出方向に平行な一対のブリッジ側面が形成されており、
前記両ブリッジ側面の間の最小幅は、前記嵌合孔の半径の30%から50%であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の中空形材成形用押出ダイス。
On both side surfaces of the bridge part, a pair of bridge side surfaces parallel to the extrusion direction of the billet are formed,
The extrusion die for hollow profile molding according to claim 1 or 2, wherein a minimum width between the side surfaces of both bridges is 30% to 50% of a radius of the fitting hole.
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