JP3584530B2 - 可変断面押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウム等の成形材によって、特に長手方向にわたり断面形状が変化する成形品を押出加工する際に用いられる可変断面押出用ダイスおよび当該可変断面押出用ダイスを用いた可変断面押出成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の可変断面押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法として、特開平５−３１５２７号公報に記載のものが知られている。
図５は、同公報に記載の押出成形装置の断面を示すものである。
この押出成形装置に装備された可変断面押出用ダイス（以下、押出用ダイスと略称する）５は、成形材３の押出方向Ｐに沿って重ね合わせられた第１、第２の２枚のダイス１、２からなるものである。
上記第１のダイス１および第２のダイス２は、それぞれ押出成形孔を形成するための開口部１Ａ、２Ａを有しており、第１のダイス１は押出方向Ｐの上流側に配置されてコンテナ６に固定され、第２のダイス２は押出方向Ｐの下流側に配置されて、押出方向Ｐと交差する方向にスライド自在に配設されている。そして、この押出用ダイスでは、上記第１および第２のダイス１、２の開口部１Ａ、２Ａの重なり部分が押出成形孔４とされ、両ダイス１、２を相対移動させて、両ダイス１、２の開口部１Ａ、２Ａの重なり位置を変化させることにより、押出成形孔４の断面を変化させることができるようになっている。
【０００３】
この押出成形装置によれば、コンテナ６内に加熱したビレット３ａを挿入するとともに、このビレット３ａをステム７によって押出用ダイス５側に押圧して、押出成形孔４から押出すことにより、押出成形孔４の断面形状を有する成形品を得ることができる。特に、成形途中で、第１および第２のダイス１、２を相対移動させて押出成形孔４の断面を変化させることにより、長手方向にわたって断面形状の変化する成形品を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２枚重ねの可変断面押出用ダイス５の構成としては、一般的には、図６あるいは図７に示すものが考えられる。
図６に示すものでは、第１および第２のダイス１、２の厚さ方向に、全幅で開口部１Ａ，２Ａの輪郭が形成されている。しかし、この構成の場合、押出成形孔４の内周に対する成形材の摺動長さが大きくなるため、成形時に大きな摩擦抵抗が発生し、この結果押出機における押出しシリンダの圧力を高いものにする必要があり、装置が大型化するという問題点がある。
【０００５】
また、図７に示すものでは、第１および第２のダイス１、２の開口部１Ａ、２Ａの輪郭部分が、ダイス１、２の厚さよりかなり肉薄に形成したベアリング部１Ｂ、２Ｂで構成されている。上記構成によれば、成形材の摺動長さが小さくなるので、成形抵抗を小さくすることができるものの、押出成形孔４を画成する第１のダイス１のベアリング部１Ｂと、第２のダイス２のベアリング部２Ｂとが、第１のダイス１の厚さ相当分だけ離間することになるため、加工点Ｋ１、Ｋ２のずれによる歪みが生じたり、第１のダイス１を通過した成形材が若干外方に膨らむ傾向に有るために上記成形材が円滑に流れにくくなったりし、加工精度の低下を招来するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記従来の可変断面押出用ダイスが有する課題を有効に解決すべくなされたもので、成形抵抗を小さくすることができ、しかも成形材の流れの円滑化および歪みの低減により加工精度の向上を図ることのできる可変断面押出用ダイス、およびそれを用いた可変断面押出成形方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、それぞれ開口部を有する第１のダイスおよび第２のダイスを成形材の押出方向に順次配設し、両ダイスの開口部の重なり部分によって押出成形孔を形成するとともに、両ダイスを相対移動させて両ダイスの開口部の重なり位置を変化させることにより、押出成形孔の断面を可変とする可変断面押出用ダイスにおいて、第１のダイスおよび第２のダイスの厚さ方向の各一端に、各開口部の輪郭を構成する肉薄のベアリング部を形成し、かつこのベアリング部から各他端側に向けて上記ベアリング部よりも大径の凹部を形成するとともに、第１のダイスおよび第２のダイスを、各ベアリング部を隣接させて配設したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の可変断面押出用ダイスを用いた押出成形方法であって、上記可変断面押出用ダイスに向けて成形材を押圧しつつ、第１のダイスおよび第２のダイスを相対的に移動させて、上記押出用成形孔で成形を行うことにより、長手方向に向けて断面形状が変化する成形品を押出加工することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
請求項１の発明にあっては、第１および第２のダイスの開口部の輪郭を、各ダイスの厚さよりも肉薄に形成されたベアリング部によって形成し、その上流側あるいは下流側に上記ベアリング部よりも内径の大きな凹部を形成しているので、押出成形孔の壁面に対する成形材の摺動長さが短縮される。また、特に第１、第２のダイスのベアリング部を相互に隣接させて配置したので、両ダイスのベアリング部間の間隔が無くなり、よって第１のダイスのベアリング部による加工点と、第２のダイスのベアリング部による加工点が連続して行なわれる。
【００１０】
請求項２の発明では、ベアリング部によって形成される押出成形孔に成形材を流すので、成形孔と押出形成孔との間の摺動抵抗が減少する。また、第１、第２のダイスのベアリング部が連続しているので、第１のダイスによる加工点と第２のダイスによる加工点との押出方向における位置ずれが減少する。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、本発明に係る可変押出用ダイスを、Ｈ型断面等の可変断面を有する構成部材を押出し加工する押出用ダイスに適用したものである。図１は、実施例の押出用ダイスの押出方向上流側（ステム側）から見た図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
この例の押出用ダイス１０は、熱間工具鋼によって形成された第１のダイス１１と第２のダイス１２とからなるものである。
【００１２】
上記第１のダイス１１は外観略方形板状の部材からなり、コンテナ（図示せず）側に位置する壁面１３の中央部には、成形材の押出方向Ｐに向けて漸次内径が小さくなることによりコンテナから押出される成形材の流路となる凹部１５が形成されており、この凹部１５の上記押出方向Ｐの先端部には、押出成形孔１４を形成するための開口部Ａの輪郭を画成する肉薄のベアリング部１１Ｂが形成されている。これにより、上記第１のダイス１１は、ベアリング部１１Ｂを当該第１のダイス１１の板厚方向端部、すなわち押出方向Ｐの下流側端部に位置させて配置されている。
【００１３】
上記第１のダイス１１の開口部１１Ａは、成形すべき構成部材のＨ型断面における一方のフランジの最大厚さ寸法と同一の幅寸法を有するフランジ形成部１６と、このフランジ形成部１６の中央部と直交する方向に延びるウェブ形成部１７と、このウェブ形成部１７の他端部に形成されたフランジ連通部１８とからなるものである。ここで、フランジ連通部１８は、フランジ形成部１６と同一の長さ寸法を有し、かつフランジ形成部１６よりも大きな幅寸法を有するように形成されている。
【００１４】
また、第１のダイス１１のコンテナ側の壁面１３には、上記凹部１５を包囲するように、コンテナと嵌合する環状凸部１９が形成されている。また、この第１のダイス１１の側面中央部には、ウェブ形成部１７と平行に延びて上記側面間を貫通し、かつ開口部１１Ａと連通するスライド孔２２が穿設されており、このスライド孔２２の内壁面中央部には、上記第２のダイス１２の側面を密に摺動自在に案内するための案内壁２３が形成されている。そして、この第１のダイス１１のスライド孔２２の内部に、所定の向きで第２のダイス１２が摺動自在に収容されている。
【００１５】
この第２のダイス１２は、図３に示すように、第１のダイス１１のスライド孔２２内に挿入される略方形板状の頭部２５と、この頭部２５をスライド孔２２内において摺動させるための油圧シリンダ等の駆動手段（図示せず）が連結されるクランプ部２６とを一体に備えたものである。
上記第２のダイス１２の押出方向下流側の壁面２７の中央部には、第１のダイス１１と同様の形状を有して逃し部となる凹部１５が設けられ、その凹部１５の底壁には、押出成形孔１４を構成するための開口部１２Ａが穿設されている。この開口部１２Ａは、第１のダイス１１に形成した開口部１１Ａと同形状で、かつフランジ形成部１６、ウェブ形成部１７およびフランジ連通部１８が上記摺動方向に対して反対側に形成されている。また、この開口部１２Ａの輪郭は、凹部１５の底壁を構成する肉薄のベアリング部１２Ｂによって形成されており、ベアリング部１２Ｂは、第２のダイス１２の板厚方向端部、すなわち押出方向Ｐの上流側端部に片寄せて配置されている。従って、組合わせ状態において、第１のダイス１１と第２のダイス１２とは、互いのベアリング部１１Ｂ、１２Ｂを隣接させて配設されている。
【００１６】
次に、上記構成の押出用ダイス１０を用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるＨ型断面等の可変断面を有する構成部材を押出加工する方法の一実施例について説明する。
図４は第１のダイス１１および第２のダイス１２の開口部１１Ａ、１２Ａと、それら開口部１１Ａ、１２Ａの重なり部分によって形成される押出成形孔１４の関係の一例を示している。図中ハッチングで示す部分が、両開口部１１Ａ、１２Ａの形状を示し、両ハッチングの重複部分（網目状部分）が、実際の押出加工に寄与する押出成形孔１４、つまり成形される構成部材の断面形状を示している。なお、図２は図４のＩＩ−ＩＩ矢視断面に相当する。
【００１７】
上記押出加工にあたっては、第２のダイス１２を適宜スライドさせ、第１および第２のダイス１１、１２の位置関係を図４に示すようにセットして、押出成形孔１４に向けて成形材を押出す。すると、ウェブの両端部にそれぞれ最大厚さ寸法のフランジを有するＨ型の構成部材が成形加工される。ついで、成形の途中で、第２のダイス１２を摺動させて、開口部１１Ａ、１２Ａの重なり位置を変化させると、押出成形孔１４の断面が変わり、それに応じた断面形状の成形品が得られる。例えば、フランジ厚やウェブ長さを調節したＨ型断面はもとより、フランジを省略したＩ型端面、Ｈ型の中央にリブを設けた断面、中実矩形断面等の各種の断面形状を長手方向に有する構成部材を成形することが可能である。
【００１８】
この押出加工の際に、成形材は第１、第２のダイス１１、１２のベアリング部１１Ａ、１２Ａによって形成される押出成形孔１４を通過する際に成形される。従って、押出成形孔１４の内壁面に対する成形材の摺動長さは、ベアリング部１１Ｂ、１２Ｂの肉厚相当分になり、第１、第２のダイス１１、１２の肉厚全幅で開口部１１Ａ、１２Ａの輪郭を形成した場合と比べて、成形時に生じる摩擦抵抗が大幅に減少する。この結果、上記押出成形に要する押出しシリンダをより小型のものにすることが可能となり、よって装置全体の小型化を図ることができて経済的である。
また、特に第１、第２のダイス１１、１２のベアリング部１１Ｂ、１２Ｂが隣接しているので、押出成形孔１４の輪郭が第１のダイス１１と第２のダイス１２の両方の開口部１１Ａ、１２Ａの輪郭によって構成される場合（図７に示すような場合）であっても、各開口部１１Ａ、１２Ａで形成される輪郭部分（各ダイス１１、１２による加工部分）が押出方向Ｐに連続することになり、よって成形材の流れの円滑化並びに歪みの低減を図ることができるため、高い精度で押出加工することができる。
【００１９】
なお、上記実施例の説明においては、開口部１１Ａ、１２Ａがフランジ形成部１６とウェブ形成部１７とフランジ連通部１８とを有する形状のものである場合について説明したが、これに限るものではなく、開口部を有する一対のダイスを押出方向に配設して可変押出しを行なう可変押出用ダイスであれば、上記開口部の形状としては任意のものに同様に適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、第１、第２のダイスの開口部をベアリング部で構成するとともに、ベアリング部を隣接させて第１、第２のダイスを配設したので、成形時の摩擦抵抗を低減化させて装置の小型化を図れるとともに、第１のダイスによる加工点と第２のダイスによる加工点を連続させることができ、成形材の流れの円滑化並びに歪みの低減を図ることができるため、高い精度で押出加工することができる。
また、請求項２の発明によれば、請求項１記載の可変断面押出用ダイスを用いて成形することにより、長手方向に向けて断面形状が変化する成形品を、精度良く押出加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の可変断面押出用ダイスを、押出方向上流側から見た平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線視断面図である。
【図３】本発明の一実施例の可変断面押出用ダイスにおける第２のダイスを、押出方向上流側から見た平面図である。
【図４】本発明の一実施例の可変断面押出用ダイスにおける第１および第２のダイスの開口部と、それらの重なり部分によって形成される押出成形孔の関係を示す図である。
【図５】従来の可変断面押出用ダイスを装着した押出し成形装置の側断面図である。
【図６】従来一般に考えられる２つのダイスの組合わせ例を示す断面図である。
【図７】従来の２つのダイスの他の組合せ例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 可変断面押出用ダイス
１１ 第１のダイス
１１Ａ 開口部
１１Ｂ ベアリング部
１２ 第２のダイス
１２Ａ 開口部
１２Ｂ ベアリング部
１４ 押出成形孔
１５ 凹部

Claims (2)

1. それぞれ開口部を有する第１のダイスおよび第２のダイスを成形材の押出方向に順次配設し、上記両ダイスの開口部の重なり部分によって押出成形孔が形成されるとともに、上記両ダイスを相対移動させて両ダイスの開口部の重なり位置を変化させることにより、上記押出成形孔の断面を可変とする可変断面押出用ダイスにおいて、
   上記第１のダイスおよび第２のダイスの厚さ方向の各一端に、上記各開口部の輪郭を画成する肉薄のベアリング部を形成し、このベアリング部から各他端側に向けて上記ベアリング部よりも内径が大きい凹部を形成するとともに、上記第１のダイスおよび第２のダイスを、互いの上記ベアリング部を隣接させて配設したことを特徴とする可変断面押出用ダイス。
2. 請求項１記載の可変断面押出用ダイスを用いた押出成形方法であって、
   上記可変断面押出用ダイスに向けて成形材を押圧しつつ、上記第１のダイスおよび第２のダイスを相対的に移動させて、上記押出用成形孔で成形を行うことにより、長手方向に向けて断面形状が変化する成形品を押出加工することを特徴とする可変断面押出成形方法。

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