JP5387716B2 - 押出プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は押出プレス装置に係り、特にバープサイクルにおける工程時間の短縮を図るようにした押出プレス装置に関する。

一般に、金属材料、例えばアルミニウム又はその合金材料等によるビレットを押出プレス装置により押出す場合、油圧シリンダで駆動されるラムの先端部にステムが取り付けられており、ダイスにコンテナを押し付けた状態で、ビレットをステムなどでコンテナ内に収納する。そして、ラムを更に油圧シリンダの駆動により前進させることにより、ビレットがステムにて押圧される。そこで、ダイスの出口部から、成形された製品が押出される。

コンテナの内径よりも小径としたビレットをコンテナ内に収納した後、コンテナ内でビレットをビレット後方のステムでダイスに押圧して、いわゆるアプセットを行うと、ビレットが押し潰されて中央が膨れた太鼓状に変形し、コンテナとビレットの間、特に、コンテナ内壁のダイス側端面部に空気が圧縮されて滞留する。前記コンテナ内に滞留した圧縮空気を排出するために、ステムとコンテナとを僅かに後退させ、ダイス端面とコンテナ端面との間に隙間を設け、圧縮空気を排出した後に再度コンテナとステムを前進させて押出を開始する。このようにして、圧縮されたコンテナ内の空気を排出する工程をバープサイクルと呼んでいる。

従来型の押出プレス装置ではメインシリンダに、ラムの無負荷移動に際してメインシリンダ内の作動油を短時間で給排する手段としてのプレフィルバルブが設けられており、非押出時のラムの移動に際しては前記プレフィルバルブの開閉が不可避となり、常にフルストローク移動することからプレフィルバルブの開閉に時間を要する。このために、押出工程において前記バープサイクルを行うとサイクルタイムが長くなっていた。

この問題を解決するため、コンテナシリンダの後退とともにラムを後退させる場合に、プレフィルバルブを閉じた状態でもメインシリンダに通じ作動油の抜き出しを行う、前記プレフィルバルブとは独立した、複数個の油圧作動バルブをメインシリンダの後部に設けた構成としている。この構成により、バープサイクルにおけるラムの後退動作に際してプレフィルバルブの開閉動作を行うことなくメインシリンダ内の作動油を給排することができ、バープサイクル時間の短縮を可能としている。（特許文献１参照）

ところで、図３に示すように、前記特許文献１で開示された従来型の押出プレス装置では、アプセット時にメインシリンダ内に供給した圧油を降圧用に設けた油圧バルブで降圧し、次いで、バープサイクルのコンテナ及びラム後退動作においてバープサイクル用に設けた油圧バルブを開いてメインシリンダ内の作動油をタンクへ排出するようにするとともに、コンテナシリンダへ油圧ポンプから圧油を供給してコンテナと押出ステムを介してラムを後退させる構成となっている。さらに、コンテナの後退完了後に開いたバープサイクル用の油圧バルブを閉じ、この後コンテナ及びラムを再前進させている。このため、アプセット完了後からコンテナ及びラムの再前進までの工程に時間を要し、バープサイクル工程に無駄時間を生じさせている。

特開平５−２２０５９７号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、従来の問題点を解決した押出プレス装置を供給することを目的とする。具体的には、バープサイクルの工程時間を短縮するとともに、押出開始前にコンテナ内の圧縮空気の排出を十分に行うことができる押出プレス装置を提供することが、本発明の課題である。

本発明の請求項１に記載の押出プレス装置は、エンドプラテンと、ダイスと、コンテナと前記コンテナを進退移動させるコンテナシリンダとを備え、コンテナ内のビレット押圧用のステムが先端に設けられたメインシリンダに係合して前後摺動自在に配設された押出プレス装置において、ビレットのアプセット後にコンテナ内の圧縮空気を排出するに際して、前記ビレット押圧用のステム及びコンテナが後退移動する前に作動する前記メインシリンダ内の圧油を前記コンテナシリンダに供給する複数の油圧バルブと、前記メインシリンダ内の圧油をタンクに排出する油圧バルブを設け、前記油圧バルブを油圧管路で接続するとともに、前記メインシリンダと前記コンテナシリンダを連通可能とし、前記油圧管路にコンテナとダイスとの隙間を制御するアキュムレータを設けたことを特徴とする。

本発明の押出プレス装置では、ビレットのアプセット時におけるメインシリンダ内の圧油を、油圧作動バルブと油圧管路を介してコンテナシリンダへ供給する構成としたので、アプセット後におけるラムとコンテナの後退動作時間の短縮が図れ、バープサイクル時間を短縮することができる。
また、メインシリンダ内に蓄圧した油圧エネルギーをコンテナシリンダの駆動に再生利用するので、バープサイクル工程における駆動エネルギーの消費量を削減することができる。

本発明の押出プレス装置の要部を説明する図面である。 本発明のバープサイクル完了までの工程と各工程におけるシリンダ内の圧力が変化する状態を説明する図である。 従来の押出プレス装置のバープサイクル完了までの工程と各工程におけるシリンダ内の圧力が変化する状態を説明する図である。

以下実施の形態に係る押出プレス装置の構成について、図を用い説明する。図１に示すように、本発明の押出プレス装置は、エンドプラテン１０とメインシリンダ１２を対向して配置し、両者を複数のタイロッド１４によって連結している。エンドプラテン１０の内面側には押出孔が形成されたダイス１６を挟んでコンテナ１８が設けられ、コンテナ１８内にビレット２０を収納し、これをダイス１６に向けて押出ステム２４で押圧加圧することでダイス孔に応じた断面の製品が押出される。

押出作用力を発生させるメインシリンダ１２は、ラム１を内蔵し、これをコンテナ１８に向けて加圧移動可能としている。１９はコンテナホルダであり、コンテナ１８が取り付けられている。このラム１３の前端部にはコンテナのビレット収納孔と同芯配置されるように、押出ステム２４がコンテナ１８に向けて突出状態でクロスヘッド２２を介して取り付けられている。従って、メインシリンダ１２を駆動してクロスヘッド２２を前進させると、押出ステム２４がコンテナ１８のビレット収納孔に挿入され、収納したビレット２０の後端部を加圧して製品を押出すのである。

メインシリンダ１２には、押出軸芯と平行に複数のサイドシリンダ１５が取り付けられており、そのシリンダロッド１５Ａがクロスヘッド２２に連結されている。これによって、押出工程の準備工程として押出ステム２４をコンテナ１８に近接させた位置に初期移動（無負荷前進）させ、押出加圧動作はメインシリンダ１２及びサイドシリンダ１５の両方を用いて行わせる。
また、押出完了後の工程として、押出ステム２４をコンテナ１８から離間させたビレット２０をコンテナ１８に供給する位置に移動（無負荷後退）させる構成となっている。

エンドプラテン１０には、押出軸芯と平行に複数のコンテナシリンダ１７が取り付けられており、そのシリンダロッド１７Ａがコンテナホルダ１９に連結されている。これによって、コンテナ１８をダイス１６に対して接離自在に移動させる。
そして、メインシリンダ１２には、押出ステム２４を準備工程としての押出初期位置と、押出完了後のビレット供給位置に移動（無負荷移動）させるに際して、メインシリンダ１２内の作動油を給排するプレフィルバルブ２３が設けられており、バルブ本体２３Ａ、プレフィルシリンダ２３Ｂ、バルブ２３Ｃにより基本構成されている。バルブ２３Ｃは、プレフィルシリンダ２３Ｂによって駆動されオイルタンク２５とメインシリンダ１２との通路を押出動作に応じて連通又は遮断する。コンテナ１８を進退移動させるコンテナシリンダ１７をエンドプラテン１０に設ける構成としたが、メインシリンダ１２に設ける構成であっても良い。

図１を参照して本発明の押出プレス装置の油圧回路３１について説明する。メインシリンダ１２、サイドシリンダ１５、コンテナシリンダ１５、及びプレフィルバルブ２３には図１に示す油圧回路３１を介して油圧駆動源３０と接続され、それぞれ圧油が供給される構成となっている。
電磁式切替弁４１を介してメインシリンダ１２に、電磁式切替弁３６を介してサイドシリンダ１５に圧油が供給され押出が行われる。符号４２は、ビレット２０をアプセットした後のバープサイクル時及び押出工程終了時にメインシリンダ１２に封圧された圧油の圧抜きを行う電磁式切替弁である。ソレノイドを励磁することで絞り弁に切り替わるとともに、タンクラインに連通してメインシリンダ１２内の圧力を大気圧力近くまで開放する。

図に示すように、油圧回路３１にはメインシリンダ１２、サイドシリンダ１５及びコンテナシリンダ１７の油圧圧力を検出する圧力センサ４５、４６が取り付けられており、圧力センサ４６はステム２４が前進してビレット２０をコンテナ１８内に収納し、ビレット２０の端面がダイス１６に当接した際のサイドシリンダ１５内の所定の圧力を検出する。検出した圧力信号が制御装置に送られ、制御装置の指令によりビレット２０の収納の工程を終了し、ビレット２０のアプセット工程へ移行する。

また、圧力センサ４５はビレット２０のアプセット工程におけるラム１３に作用するメインシリンダ１２内の所定圧力を検出する。検出した圧力信号は制御装置に送られ、制御装置の指令によりビレット２０のアプセット工程を終了し、バープサイクルへ移行する。
そして、サイドシリンダ１５は電磁式切替弁３６により、コンテナシリンダ１７は電磁式切替弁３５により、プレフィルバルブ２３は電磁式切替弁３７によりそれぞれ切替制御され、所望のソレノイドを励磁又は消磁することで各アクチェータ（シリンダ）を作動させることができる構成となっている。
さらに、メインシリンダ１２とコンテナシリンダ１７の後退移動側（図１ではシリンダのヘッド側）とを連通して接続するための電磁式切替弁３８及び３９が設けられ、電磁式切替弁３８と３９の間には圧油を蓄圧するアキュムレータ４０を設けている。

次に、以上のように構成された押出プレス装置のアプセット及びバープサイクルについて、図２を参照して説明する。図２ではメインシリンダ１２内の圧力変化を実線で、コンテナシリンダ１７内の（ロッド側及びヘッド側）圧力を破線で示し、縦軸がその圧力の大きさを、横軸は動作の工程時間を示している。
図２に示すように、本発明におけるバープサイクルでは、プレフィルバルブ２３が閉じられメインシリンダ１２内に電磁式切替弁４１を介して圧油が供給され、シリンダ内の圧力が所定のアプセット圧力Ｐ１まで上昇してステム２４の前進が停止（電磁式切替弁ソレノイド消磁）し、アプセットの後退が終了する。そして、アプセット終了後の押出開始前に、（ア）電磁式切替弁３８及び３９のソレノイドを励磁してメインシリンダ１２とコンテナシリンダ１７のヘッド側を連通して接続、メインシリンダ１２に蓄圧した圧油をコンテナシリンダ１７へ供給する。メインシリンダ１２内及びコンテナシリンダ１７のヘッド側の圧力が両シリンダの体積比により均衡する所定の圧力Ｐ２となった状態でコンテナシリンダの蓄圧を終了し、（イ）電磁式切替弁４２のソレノイドを励磁してメインシリンダ１２内の圧油をタンクへ開放（降圧）する。図２（ア）における圧力Ｐ１からＰ２への圧力変化は、メインシリンダ１２内の圧縮油のデコン（降圧）を示している。

次いで、（ウ）メインシリンダ１２内の圧力が開放されることによりビレット２０を介してコンテナ１８を押圧していた押出ステム２４の押圧力が開放され、コンテナシリンダ１７のヘッド側に蓄圧された圧力によりコンテナ１８が後退移動する。ビレット２０はコンテナ内壁に貼着しているので、コンテナ１８の後退移動によりビレット２０、押出ステム２４、メインクロスヘッド２２を介してラム１３も後退を行う。この後退距離が１ｍｍ（ミリメートル）程度になったときに脱気を完了する。そして、（エ）電磁式切替弁４１、３６を操作し、油圧源３０から圧油が供給されてラム１３及びサイドシリンダ１５を駆動して押出ステム２４を前進移動させる。（コンテナはビレットを介して前進移動する。このときコンテナシリンダは、図示しない油圧バルブによりタンクラインに開放される。）。その後、所定のコンテナシール圧力が得られた状態で押出動作が開始される。

バープサイクルにおけるコンテナ及びラムの後退に際して、従来の押出プレス装置では図３に示すように油圧ポンプから所定の油量をコンテナシリンダに供給して動作する構成としていたので、コンテナとダイスとの隙間を微小なストロークで制御することができず、動作に時間を要していた。本発明による押出プレス装置では、メインシリンダ内の圧油をアキュムレータに蓄圧するとともに、コンテナシリンダへ供給してコンテナシリンダの動作に再生利用する構成としたので、コンテナとダイスとの隙間を微小に制御することができ、動作時間の短縮とともに、コンテナ後退動作に要するエネルギー消費量を削減することが可能となった。
さらに、メインシリンダとコンテナシリンダとの容積比率に基づいて蓄圧する構成にアキュムレータを用いる構成としたので、容積比率が異なる場合であっても、コンテナシリンダに供給する圧油の油量を補完することができる。

以上説明したように、従来のバープサイクルにおけるコンテナ及びラムの後退動作においては、油圧ポンプの吐出量を制御してコンテナシリンダに供給する構成に替わり、メインシリンダ内の圧油をコンテナシリンダに供給してコンテナとラムを微小後退させる構成とした。このため、バープサイクル時間を短縮することができ、押出プレス装置の生産性が向上する利点を有する。また、コンテナとラムの後退動作にメインシリンダの圧油を再生利用するので、エネルギー消費量を削減することができる効果を奏する。

１０ エンドプラテン
１２ メインシリンダ
１３ ラム
１６ ダイス
１７ コンテナシリンダ
１８ コンテナ
２０ ビレット
２４ 押出ステム
３８、３９、４２ 電磁式切替弁
４５、４６ 圧力センサ
Ｐ１ アプセット圧力
Ｐ２ 均衡圧力

Claims (1)

1. エンドプラテンと、ダイスと、コンテナと前記コンテナを進退移動させるコンテナシリ
   ンダとを備え、コンテナ内のビレット押圧用のステムが先端に設けられたメインシリンダ
   に係合して前後摺動自在に配設された押出プレス装置において、
   ビレットのアプセット後にコンテナ内の圧縮空気を排出するに際して、前記ビレット押
   圧用のステム及びコンテナが後退移動する前に作動する前記メインシリンダ内の圧油を前
   記コンテナシリンダに供給する複数の油圧バルブと、前記メインシリンダ内の圧油をタン
   クに排出する油圧バルブを設け、前記油圧バルブを油圧管路で接続するとともに、前記メ
   インシリンダと前記コンテナシリンダを連通可能とし、前記油圧管路にコンテナとダイスとの隙間を制御するアキュムレータを設けたことを特徴とする押出プレス装置。
   

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