JP5237757B2 - 可変断面押出用ダイス - Google Patents
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Description
この発明は、アルミニウム等の金属素材を用いた押出製品において押出方向に断面形状が変化する押出材を成形するための可変断面押出用ダイスに関する。
近年、乗用車などの各種車両の構成部品において、車体の軽量化やリサイクルの観点からアルミニウム合金製の部品が採用され、シャシー部材、車体部材などにアルミニウム押出材が採用されている。
一般的な押出加工は、一定のダイス孔を有したダイスを用いて押出成形するため、押出方向の全てにおいて同一断面形状の製品を得る工法となっている。
例えば、シャシー用のドアーフレームやフレームモールなどをアルミニウム押出材で加工しようとした場合、一定の断面形状で押出した後、曲げ加工、プレス、切削加工を施し所定の形状に製作される。
ドアーフレームやフレームモールなどは一定の断面形状や肉厚ではなく、剛性が必要な部分は厚肉にし、逆に軽量化したい部分は薄肉にしたり、フランジ幅を徐変したりした、断面形状の異なる製品が要求される。
従来の製造方法では、予め最も厚い部分の肉厚の断面形状で押出した押出材をプレス、切削加工等にて所定の断面形状に加工しているため、加工工数が多くかかるとともに、材料費が多くかかっていた。
一般的な押出加工は、一定のダイス孔を有したダイスを用いて押出成形するため、押出方向の全てにおいて同一断面形状の製品を得る工法となっている。
例えば、シャシー用のドアーフレームやフレームモールなどをアルミニウム押出材で加工しようとした場合、一定の断面形状で押出した後、曲げ加工、プレス、切削加工を施し所定の形状に製作される。
ドアーフレームやフレームモールなどは一定の断面形状や肉厚ではなく、剛性が必要な部分は厚肉にし、逆に軽量化したい部分は薄肉にしたり、フランジ幅を徐変したりした、断面形状の異なる製品が要求される。
従来の製造方法では、予め最も厚い部分の肉厚の断面形状で押出した押出材をプレス、切削加工等にて所定の断面形状に加工しているため、加工工数が多くかかるとともに、材料費が多くかかっていた。
特許文献１には、ダイスがスライドすることにより、スライド方向に断面形状が変化する成形方法が提案されている。
しかしながら、フレームモールなどは非対称断面で２方向以上の可変断面形状が要求され、従来の可変押出成形方法では、可変押出ダイス構造が複雑になるとともに、可変方向毎にスライドする駆動装置が必要となり、駆動装置が複雑になる問題があった。
しかしながら、フレームモールなどは非対称断面で２方向以上の可変断面形状が要求され、従来の可変押出成形方法では、可変押出ダイス構造が複雑になるとともに、可変方向毎にスライドする駆動装置が必要となり、駆動装置が複雑になる問題があった。
本発明は、１のダイスが一方向にスライドするだけで断面形状を２方向以上に可変可能な可変断面押出用ダイスの提供を目的とする。
本発明の技術的要旨は、金属材料の熱間押出成形に用いる押出用ダイスであって、駆動ダイスと、当該駆動ダイスの移動に伴って従動する従動ダイスを備え、駆動ダイスと従動ダイスとの組み合せにてダイス孔を形成するものであり、駆動ダイスは移動方向に対して所定の角度傾斜した傾斜面を有し、従動ダイスは前記駆動ダイスの傾斜面に接触していて、ダイスの中心に対して駆動ダイスの移動方向とは逆方向に従動ダイスが相対移動することで押出成形される押出材は複数の方向に断面形状が可変するものであることを特徴とする。
ここで、駆動ダイスとは外部に設けた駆動装置によって移動するダイスをいい、駆動ダイスがスライドすることにより、従動ダイスが連動してスライドすることになる。
駆動ダイスと従動ダイスとの連動は、駆動ダイスの移動方向に対して所定の角度傾斜した傾斜面にて、駆動ダイスと従動ダイスとが相対接触移動する。
このようにすると、駆動装置を介して、例えば、駆動ダイスを金型の外側から中心方向にスライドすることにより、従動ダイスは中心方向から外側に逆方向にスライドされる。
すると、駆動ダイスと従動ダイスとの組み合せにてダイス孔を形成してあるので、駆動ダイスの移動と、従動ダイスの移動により２方向に断面形状が変化した押出材を得ることができる。
ここで、駆動ダイスと従動ダイスとの組み合せにてダイス孔を形成するとは、駆動ダイスも従動ダイスも押出材の形状に影響を与えるように、ダイスをセットすることをいい、駆動ダイス、従動ダイスの他にバックダイ、ベースダイ等の他のダイスと組み合わせてダイス孔を形成しても良い。
また、１つの駆動ダイスに対して複数の従動ダイスを有していてもよい。
ここで、駆動ダイスとは外部に設けた駆動装置によって移動するダイスをいい、駆動ダイスがスライドすることにより、従動ダイスが連動してスライドすることになる。
駆動ダイスと従動ダイスとの連動は、駆動ダイスの移動方向に対して所定の角度傾斜した傾斜面にて、駆動ダイスと従動ダイスとが相対接触移動する。
このようにすると、駆動装置を介して、例えば、駆動ダイスを金型の外側から中心方向にスライドすることにより、従動ダイスは中心方向から外側に逆方向にスライドされる。
すると、駆動ダイスと従動ダイスとの組み合せにてダイス孔を形成してあるので、駆動ダイスの移動と、従動ダイスの移動により２方向に断面形状が変化した押出材を得ることができる。
ここで、駆動ダイスと従動ダイスとの組み合せにてダイス孔を形成するとは、駆動ダイスも従動ダイスも押出材の形状に影響を与えるように、ダイスをセットすることをいい、駆動ダイス、従動ダイスの他にバックダイ、ベースダイ等の他のダイスと組み合わせてダイス孔を形成しても良い。
また、１つの駆動ダイスに対して複数の従動ダイスを有していてもよい。
本発明に係る押出ダイスにあっては、駆動ダイスの移動に対して、この駆動ダイスの移動方向とは異なる方向に従動ダイスが移動する方向に設定することで押出材の断面形状において、少なくとも２方向以上に断面形状を可変させることができる。
また、従来は、予め肉厚の厚い断面で押出した押出材を用いて、別工程で機械加工等にて製品に必要な断面形状を得ていたのに対して、本発明によれば、押出工程にて押出方向に外部形状を２方向に変化させるとともに、継ぎ目や段差を設けることなく押出方向に断面形状が変化する部材を成形することが可能となる。
また、従来は、予め肉厚の厚い断面で押出した押出材を用いて、別工程で機械加工等にて製品に必要な断面形状を得ていたのに対して、本発明によれば、押出工程にて押出方向に外部形状を２方向に変化させるとともに、継ぎ目や段差を設けることなく押出方向に断面形状が変化する部材を成形することが可能となる。
本発明に係るダイス構造及び、このダイスを用いた押出材の製造例を以下図面に基づいて説明する。
図１に本発明に係る可変押出ダイスを用いた押出装置の構成例を模式的に示す。
コンテナ２にビレット（素材）３を挿入し、後方からプレスのステム１にて押し出す。
コンテナ２の前部にはダイセットを据え付けてある。
ダイセットはダイリング１２にバックダイ４、可変ダイス５、バッカ６を一組にして嵌装してある。
図２に押出方向から見た可変ダイス５の正面配置図、図３に図面で左側を上にした押出方向断面図（断面線を省略してある）を示すように、可変ダイス５は、駆動ダイス５ａと従動ダイス５ｂとからなる。
駆動ダイス５ａは駆動装置７と連結しており、モーター８により駆動装置を介して駆動ダイス５ａがスライドする。
符号１０はモーター取付治具を示す。
駆動ダイス５ａと従動ダイス５ｂはバッカ６により保持されており、駆動ダイス５ａの移動により、従動ダイス５ｂが当該駆動ダイス５ａに押されて移動する機構となっている。
本実施例では、駆動ダイス５ａに移動方向（矢印９で示す）に対して４５°の角度で設けた傾斜面５ｃを有し、この傾斜面に接触移動するように従動ダイス５ｂに傾斜面５ｄを設けてある。
図２（ａ）に示した駆動ダイス５ａのスライド移動前から、図２（ｂ）に示すように駆動ダイス５ａをダイスの中心方向にスライドすることにより、従動ダイス５ｂは駆動ダイスの傾斜面５ｃに押され、ダイスの中心方向から逆方向にスライドさせられ、ダイス孔の形状がＨ０からＨ１に変化する。
駆動ダイスの傾斜面（スライド面）５ｃと従動ダイスの傾斜面（スライド面）５ｄを接触傾斜角度４５°に設定すると面接触しており、駆動ダイス５ａのスライド移動量と従動ダイス５ｂのスライド移動量は同じになるが、この傾斜面の角度は断面の変形方向と変形量に応じて設定することができる。
図３にて符号１１は押出材を示す。
従動ダイス５ｂは、中心方向に移動するように付勢されていて、駆動ダイス５ａが外側に移動すると従動ダイス５ｂが中心方向に復帰移動するようになっているのがよい。
図４に、上記方法で押出成形したＬ字断面形状の押出材サンプルを示す。
図４（ａ）に平面図、正面図及び側面図を示し、図４（ｂ）に斜視図を示す。
外形寸法はＡ＝２０ｍｍ、Ｂ＝１５ｍｍ、Ｃ＝１５ｍｍ、Ｄ＝２０ｍｍ、肉厚＝２〜４ｍｍとなっている。
接触移動する傾斜面の角度を変えることによりＬ字断面形状の縦方向と横方向の２方向において、押出方向に変化量が異なる押出材を得ることもできる。
図１に本発明に係る可変押出ダイスを用いた押出装置の構成例を模式的に示す。
コンテナ２にビレット（素材）３を挿入し、後方からプレスのステム１にて押し出す。
コンテナ２の前部にはダイセットを据え付けてある。
ダイセットはダイリング１２にバックダイ４、可変ダイス５、バッカ６を一組にして嵌装してある。
図２に押出方向から見た可変ダイス５の正面配置図、図３に図面で左側を上にした押出方向断面図（断面線を省略してある）を示すように、可変ダイス５は、駆動ダイス５ａと従動ダイス５ｂとからなる。
駆動ダイス５ａは駆動装置７と連結しており、モーター８により駆動装置を介して駆動ダイス５ａがスライドする。
符号１０はモーター取付治具を示す。
駆動ダイス５ａと従動ダイス５ｂはバッカ６により保持されており、駆動ダイス５ａの移動により、従動ダイス５ｂが当該駆動ダイス５ａに押されて移動する機構となっている。
本実施例では、駆動ダイス５ａに移動方向（矢印９で示す）に対して４５°の角度で設けた傾斜面５ｃを有し、この傾斜面に接触移動するように従動ダイス５ｂに傾斜面５ｄを設けてある。
図２（ａ）に示した駆動ダイス５ａのスライド移動前から、図２（ｂ）に示すように駆動ダイス５ａをダイスの中心方向にスライドすることにより、従動ダイス５ｂは駆動ダイスの傾斜面５ｃに押され、ダイスの中心方向から逆方向にスライドさせられ、ダイス孔の形状がＨ０からＨ１に変化する。
駆動ダイスの傾斜面（スライド面）５ｃと従動ダイスの傾斜面（スライド面）５ｄを接触傾斜角度４５°に設定すると面接触しており、駆動ダイス５ａのスライド移動量と従動ダイス５ｂのスライド移動量は同じになるが、この傾斜面の角度は断面の変形方向と変形量に応じて設定することができる。
図３にて符号１１は押出材を示す。
従動ダイス５ｂは、中心方向に移動するように付勢されていて、駆動ダイス５ａが外側に移動すると従動ダイス５ｂが中心方向に復帰移動するようになっているのがよい。
図４に、上記方法で押出成形したＬ字断面形状の押出材サンプルを示す。
図４（ａ）に平面図、正面図及び側面図を示し、図４（ｂ）に斜視図を示す。
外形寸法はＡ＝２０ｍｍ、Ｂ＝１５ｍｍ、Ｃ＝１５ｍｍ、Ｄ＝２０ｍｍ、肉厚＝２〜４ｍｍとなっている。
接触移動する傾斜面の角度を変えることによりＬ字断面形状の縦方向と横方向の２方向において、押出方向に変化量が異なる押出材を得ることもできる。
次に第２の実施例を説明する。
図５は逆Ｔ字断面形状の可変ダイスの断面図を示す。
駆動ダイス５ｅは駆動装置７と連結しており、モーター８により駆動装置を介して駆動ダイス５ｅがスライドする。
駆動ダイス５ｅと第１の従動ダイス５ｇ、第２の従動ダイス５ｆはバッカ６により保持されており、駆動ダイス５ｅと連動して移動する機構となっている。
図５（ａ）は駆動ダイス５ｅのスライド移動前の断面図を示し、図５（ｂ）に示すように駆動ダイス５ｅをダイスの中心方向にスライドすることにより、第１の従動ダイス５ｆと第２の従動ダイス５ｇはダイスの中心方向から逆方向にスライドする。
これにより、ダイス孔の形状がＨ２からＨ３に変化する。
駆動ダイス５ｅの傾斜面（スライド面）５ｈと第１の従動ダイス５ｆの傾斜面（スライド面）５ｉ、第２の従動ダイス５ｇの傾斜面（スライド面）５ｋは面接触しており、スライド面の接触角度は４５°で、駆動ダイス５ｅのスライド移動量と第１の従動ダイス、第２の従動ダイスのスライド移動量は同じ移動量となっている。
先の実施例と同様に接触面の傾斜角度を変えることにより逆Ｔ字断面形状の２方向において、押出方向に外部形状の変化量が異なる押出材が成形できる。
第２の実施例で得られた押出材の外観例を図６に示す。
図５は逆Ｔ字断面形状の可変ダイスの断面図を示す。
駆動ダイス５ｅは駆動装置７と連結しており、モーター８により駆動装置を介して駆動ダイス５ｅがスライドする。
駆動ダイス５ｅと第１の従動ダイス５ｇ、第２の従動ダイス５ｆはバッカ６により保持されており、駆動ダイス５ｅと連動して移動する機構となっている。
図５（ａ）は駆動ダイス５ｅのスライド移動前の断面図を示し、図５（ｂ）に示すように駆動ダイス５ｅをダイスの中心方向にスライドすることにより、第１の従動ダイス５ｆと第２の従動ダイス５ｇはダイスの中心方向から逆方向にスライドする。
これにより、ダイス孔の形状がＨ２からＨ３に変化する。
駆動ダイス５ｅの傾斜面（スライド面）５ｈと第１の従動ダイス５ｆの傾斜面（スライド面）５ｉ、第２の従動ダイス５ｇの傾斜面（スライド面）５ｋは面接触しており、スライド面の接触角度は４５°で、駆動ダイス５ｅのスライド移動量と第１の従動ダイス、第２の従動ダイスのスライド移動量は同じ移動量となっている。
先の実施例と同様に接触面の傾斜角度を変えることにより逆Ｔ字断面形状の２方向において、押出方向に外部形状の変化量が異なる押出材が成形できる。
第２の実施例で得られた押出材の外観例を図６に示す。
１ ステム
２ コンテナ
３ ビレット
４ バックダイ
５ 可変ダイス
５ａ 駆動ダイス
５ｂ 従動ダイス
５ｅ 駆動ダイス（逆Ｔ字断面）
５ｆ 第１の従動ダイス
５ｇ 第２の従動ダイス
６ バッカ
７ 駆動装置
８ モーター
９ 移動方向
１０ モーター取り付け治具
１１ 押出形材
２ コンテナ
３ ビレット
４ バックダイ
５ 可変ダイス
５ａ 駆動ダイス
５ｂ 従動ダイス
５ｅ 駆動ダイス（逆Ｔ字断面）
５ｆ 第１の従動ダイス
５ｇ 第２の従動ダイス
６ バッカ
７ 駆動装置
８ モーター
９ 移動方向
１０ モーター取り付け治具
１１ 押出形材
Claims (2)
- 金属材料の熱間押出成形に用いる押出用ダイスであって、
駆動ダイスと、当該駆動ダイスの移動に伴って従動する従動ダイスを備え、
駆動ダイスと従動ダイスとの組み合せにてダイス孔を形成するものであり、駆動ダイスは移動方向に対して所定の角度傾斜した傾斜面を有し、
従動ダイスは前記駆動ダイスの傾斜面に接触していて、
ダイスの中心に対して駆動ダイスの移動方向とは逆方向に従動ダイスが相対移動することで押出成形される押出材は複数の方向に断面形状が可変するものであることを特徴とする可変断面押出用ダイス。 - １つの駆動ダイスに対して複数の従動ダイスを有していることを特徴とする請求項１記載の可変断面押出用ダイス。
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| JP2008278794A JP5237757B2 (ja) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | 可変断面押出用ダイス |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008278794A JP5237757B2 (ja) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | 可変断面押出用ダイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010105013A JP2010105013A (ja) | 2010-05-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008278794A Expired - Fee Related JP5237757B2 (ja) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | 可変断面押出用ダイス |
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| CN104607487B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-03-29 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种二维函变连续变截面型材挤压方法 |
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| CN109454120B (zh) * | 2018-10-19 | 2020-07-31 | 哈尔滨理工大学 | 金属板材控幅挤压成形装置及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2008
- 2008-10-29 JP JP2008278794A patent/JP5237757B2/ja not_active Expired - Fee Related
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