JP5558774B2 - Extrusion processing apparatus and extrusion processing method - Google Patents
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Description
本願発明は、押出し加工装置、押出し加工方法に関し、特に、アルミニウム材などの金属や難押出材の押出し、押出し加工が困難な形状の押出しを可能とする押出し加工装置、押出し加工方法に関する。 The present invention relates to an extrusion processing apparatus and an extrusion processing method, and more particularly, to an extrusion processing apparatus and an extrusion processing method that enable extrusion of a metal such as an aluminum material or a difficult-to-extrusion material and extrusion of a shape that is difficult to be extruded.
一般的にアルミニウム材などの金属を固体状態のまま押出し加工する場合において、押出し比(ダイ出口(加工孔)の面積に対する押出し材の断面積の比)が大きいと、押出しに要する荷重が大きくなる。このような状態では、押出し加工装置のステムへの負荷が大きくなるとともに、コンテナやダイにかかる負荷も大きくなる。一方、押出し加工装置への負荷を軽減するためには、押出し材の温度を高くして、変形抵抗を下げる方法が考えられる。しかし、あまり押出し材の温度を上げすぎると加工中の発熱で押出し材が溶融したり、加工後の製品に適切な結晶組織が得られないなど押出し材の温度を高めるにも限界がある。 In general, when extruding a metal such as an aluminum material in a solid state, if the extrusion ratio (ratio of the cross-sectional area of the extruded material to the area of the die exit (working hole)) is large, the load required for extrusion increases. . In such a state, the load on the stem of the extrusion processing apparatus increases and the load on the container and the die also increases. On the other hand, in order to reduce the load on the extrusion processing apparatus, a method of increasing the temperature of the extruded material and reducing the deformation resistance is conceivable. However, if the temperature of the extruded material is raised too much, there is a limit to raising the temperature of the extruded material, for example, the extruded material melts due to the heat generated during processing, or an appropriate crystal structure cannot be obtained in the processed product.
また、押出し比が小さい場合でも押出し速度を上げすぎると変形抵抗が大きくなったり、加工時の発熱による押出し材の変質が問題になるために、押出し速度を低速にしなければならない場合もある。 Even when the extrusion ratio is small, if the extrusion speed is increased too much, the deformation resistance increases, and the quality of the extruded material due to heat generation during processing becomes a problem, so the extrusion speed may have to be lowered.
一方、金属材料の加工時に超音波振動を加えると加工荷重が低減することが知られている。例えば、引き抜き加工や打ち抜き加工、切削加工などにおいては、工具に超音波振動を当てることで、加工荷重を低減できることが明らかとなっている。 On the other hand, it is known that when ultrasonic vibration is applied during processing of a metal material, the processing load is reduced. For example, in drawing, punching, cutting, etc., it has become clear that the processing load can be reduced by applying ultrasonic vibration to the tool.
また、樹脂の押出し加工の分野においては、ダイに超音波振動を当てることで高速に押出しが可能となる技術が開示されている(特許文献1参照)。さらに、超音波振動を金属の押出し加工に適用し、効果があることも開示されている(非特許文献1参照)。 Further, in the field of resin extrusion processing, a technique that enables high-speed extrusion by applying ultrasonic vibration to a die is disclosed (see Patent Document 1). Furthermore, it is also disclosed that ultrasonic vibration is applied to a metal extrusion process and is effective (see Non-Patent Document 1).
ところが、樹脂の押出し加工装置と金属などの押出し加工装置とは、押出し荷重に大きな相違があるため装置構成が大幅に異なり、開示されている樹脂の押出し加工装置に適用される技術を金属の押出し加工装置に適用することは困難である。また、金属等の押出し加工に超音波振動を適用して効果が得られるという結果は、有限要素法による解析の結果であり、押出し加工装置として具体的にどのように超音波振動を適用するかは開示されていない。 However, there is a large difference in the extrusion load between an extrusion apparatus for resin and an extrusion apparatus for metals, etc., so the apparatus configuration is significantly different, and the technology applied to the disclosed resin extrusion apparatus is the same as that for metal extrusion. It is difficult to apply to a processing apparatus. In addition, the result that the effect is obtained by applying ultrasonic vibration to the extrusion processing of metal etc. is the result of analysis by finite element method, and how to apply ultrasonic vibration specifically as an extrusion processing device Is not disclosed.
本願発明は、以上のような状況下においてなされたものであり、超音波振動を用いて押出し荷重を低減し、加工速度を向上させることのできる押出し加工装置、押出し加工方法の提供を目的とする。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object thereof is to provide an extrusion processing apparatus and an extrusion processing method capable of reducing an extrusion load and improving a processing speed using ultrasonic vibration. .
上記目的を達成するために、本願発明にかかる押出し加工装置は、固体の押出し材を押出し加工する押出し加工装置であって、押出し方向軸上で移動可能に押出し材を保持するコンテナと、押出し材を所定の形状に加工する加工孔を有するダイと、押出し材に対し押出し方向軸上の前記ダイに向かう力を付与する押出し体と、前記ダイを通過する押出し材が挿通される挿通孔を押出し方向軸に沿って有し、前記ダイの加工孔と前記挿通孔とが連通するように配置され、押出し方向軸上で振動する超音波振動を前記ダイに伝達するホーンと、前記ホーンに超音波振動を発生させる超音波振動発生手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an extrusion processing apparatus according to the present invention is an extrusion processing apparatus for extruding a solid extrusion material, a container for holding the extrusion material movably on an axis in the extrusion direction, and the extrusion material Extrude a die having a processing hole for processing the die into a predetermined shape, an extruded body for applying a force toward the die on the axis in the extrusion direction to the extruded material, and an insertion hole through which the extruded material passing through the die is inserted. A horn that is disposed along the direction axis and is arranged so that the machining hole of the die and the insertion hole communicate with each other, and that transmits ultrasonic vibrations that vibrate on the extrusion direction axis to the die; Ultrasonic vibration generating means for generating vibration is provided.
これにより、押出し材の加工中に発生する押出し荷重を低減することができ、また、加工速度の向上を図ることが可能となる。 Thereby, the extrusion load generated during the processing of the extruded material can be reduced, and the processing speed can be improved.
また、前記ダイは、押出し方向軸に移動可能に前記コンテナに保持され、前記ホーンは前記ダイを介して押出し材に押出し方向軸上の前記押出し体向きの力を付与することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said die is hold | maintained at the said container so that a movement to an extrusion direction axis | shaft is possible, and the said horn provides the force for the said extrusion body on an extrusion direction axis | shaft to an extrusion material via the said die.
これにより、押出し方向軸上を移動可能なダイに押出し方向軸に振れる超音波振動が伝達されるため、超音波振動を押出し加工に効果的に影響させることが可能となる。 Thereby, since the ultrasonic vibration which shakes to an extrusion direction axis | shaft is transmitted to the die | dye which can move on an extrusion direction axis | shaft, it becomes possible to influence an ultrasonic vibration to an extrusion process effectively.
また、前記ダイの押出し方向の厚さは、5mm以下であることが望ましい。 The thickness of the die in the extrusion direction is desirably 5 mm or less.
これによれば、ホーンから伝達される超音波振動の効果を有効に発揮させることが可能となる。また、ダイの加工を容易にすると共に、ダイの交換作業の作業性を向上させることも可能となる。 According to this, the effect of ultrasonic vibration transmitted from the horn can be effectively exhibited. Further, it is possible to facilitate die processing and improve workability of die replacement work.
また、上記目的を達成するために、本願発明に係る押出し加工方法は、固体の押出し材を押出し加工する押出し加工方法であって、前記コンテナに押出し材を収容し、前記コンテナに収容される押出し材を前記押出し体と前記ダイとで挟んで加圧し、前記加圧と共に前記ダイに押出し方向軸上で振れる超音波振動を前記ダイに印加することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an extrusion method according to the present invention is an extrusion method for extruding a solid extrusion material, the extrusion material being accommodated in the container, and the extrusion material accommodated in the container. A material is pressed between the extruded body and the die, and the ultrasonic vibration that swings on the axis in the extrusion direction is applied to the die together with the pressurization.
これにより、押出し材の加工中に発生する押出し荷重を低減することができ、また、加工速度の向上を図ることが可能となる。 Thereby, the extrusion load generated during the processing of the extruded material can be reduced, and the processing speed can be improved.
本願発明に係る押出し加工装置によれば、押出し方向軸上で振動する超音波振動をダイに付加しながら、押出し加工を行うことができる。従って、押出し荷重を大幅に低減することができる。これによって、通常は加熱しなければ押出しを行うことができない押出し材でも室温のまま押出し加工を行うこともできる。また押出し比が大きくて押出し荷重が押出し装置の最大加圧力を超えるために押出しを行えない断面形状であっても押出し加工が可能となる。同じ押出し比の押出し加工条件においては、押出し荷重が低減し、押出し速度を促進することができる。 According to the extrusion apparatus according to the present invention, the extrusion process can be performed while applying ultrasonic vibration that vibrates on the axis in the extrusion direction to the die. Therefore, the extrusion load can be greatly reduced. As a result, it is possible to perform extrusion processing at room temperature even for an extruded material that cannot be extruded unless heated. Moreover, even if it is a cross-sectional shape in which extrusion cannot be performed because the extrusion ratio is large and the extrusion load exceeds the maximum pressing force of the extrusion apparatus, extrusion processing is possible. Under extrusion processing conditions with the same extrusion ratio, the extrusion load can be reduced and the extrusion speed can be accelerated.
次に、本願発明に係る押出し加工装置の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Next, an embodiment of an extrusion apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本願発明に係る押出し加工装置を模式的に示す斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an extrusion apparatus according to the present invention.
同図に示すように、押出し加工装置100は、金属や合金などの固体の押出し材を押出し加工する装置であって、ホーン101と、超音波振動発生手段102と、基台103と、コンテナ保持具104と、加圧手段105とを備えている。
As shown in the figure, an
基台103は、押出し加工時に発生する力を全て受け止めることができる十分な強度と剛性を有する構造体であり、床などに載置状態で設置される板体131と、板体131に2本固定される柱体132と、2本の柱の上部に張り渡される梁体133とを備えている。
The
加圧手段105は、基台103の梁体133に垂下状に取り付けられ、押出し加工に必要な力を発生させる装置である。加圧手段105は、例えば、油圧によりシリンダを梁体133に対して突出させて力を発生させる油圧装置を例示することができる。また、加圧手段105は、ホーン101を保持する為の円筒形状の接続具151を備えている。
The
なお、加圧手段105は、梁体133と接続具151との間に配置されることに限定されるものではない。例えば、梁体133に接続具151が直接固定され、コンテナ保持具104と板体131との間に加圧手段105が配置されてもかまわない。また、梁体133と接続具151との間、および、コンテナ保持具104と板体131との間の両方に加圧手段105を配置してもかまわない。
The
図2は、ホーン周辺を一部切り欠いて示す側面図である。 FIG. 2 is a side view showing the horn and a part thereof cut away.
同図に示すように、超音波振動発生手段102は、ホーンに超音波振動を発生させる装置であって、超音波で振動する振動子122と、振動子122の振動を制御する制御装置121とを備えている。
As shown in the figure, the ultrasonic vibration generating means 102 is a device that generates ultrasonic vibration in the horn, and includes a
超音波振動発生手段102が発生させる振動数は、10kHz以上、40kHz以下の範囲から選定されることが好ましい。選定される振動数がこの範囲から外れると押出し荷重の低減効果が著しく減少するからである。また、超音波振動発生手段102が発生させる振動の大きさは、ホーン101が共振した場合においてホーン101の先端面の振幅が1μm以上、30μm以下の範囲となる大きさが好ましい。ホーン101の先端面の振幅が1μm未満の場合、押出し荷重の低減効果があまり認められず、30μmを越えると、押出し加工された製品の表面にビビリなどの表面状態の異常が顕著に見られるようになるからである。
The frequency generated by the ultrasonic vibration generating means 102 is preferably selected from a range of 10 kHz to 40 kHz. This is because if the selected frequency is out of this range, the pushing load reducing effect is remarkably reduced. Further, the magnitude of the vibration generated by the ultrasonic
ホーン101は、振動子122により発生する押出し方向軸A上の超音波振動をダイ(後述)に伝達する部材であり、加工後の押出し材(製品)が挿通される挿通孔111を押出し方向軸Aに沿って有する部材である。本実施の形態の場合、ホーン101は、挿通孔111を同軸上に有する円筒形状であり、下方の端部(ホーン101の先端部)は、同一軸に沿った細い径の円筒形状となっている。また、ホーン101は、長さ方向の中間部近傍で接続具151に保持されている。ホーン101が接続具151に保持されている部分は、超音波振動発生手段102が発生させる超音波振動によりホーン101に定在波が発生した際の振動の節に該当する部分となっている。一方、ホーン101が保持されている部分から下方端部までの長さは、定在波が発生した際、ホーン101の先につけたダイ(後述)の表面(ダイと押出し材200とが接触する界面)で最大振幅となるように調整されている。
The
図3は、押出し加工時のダイの周辺を断面で示す側面図である。 FIG. 3 is a side view showing, in cross section, the periphery of the die during extrusion.
同図に示すように、押出し加工装置100は、コンテナ106と、ダイ107と、押出し体108とを備えている。
As shown in the figure, the
コンテナ106は、押出し方向軸A上で移動可能に押出し材200(ビレット)を保持する部材である。本実施の形態の場合、コンテナ106は、肉厚の厚い円筒形状となっている。また、コンテナ106は、コンテナ保持具104によって、基台103の板体131に固定されている。なお、コンテナ106をコンテナ保持具104を介して板体131に締結しているものはボルトである。
The
ダイ107は、押出し材200を所定の形状に加工する加工孔を有する部材である。
The
図4は、ダイの一例を示す図であり、(a)は平面図、(b)は中心軸を通る面で切断した状態を示す側面図である。 4A and 4B are diagrams showing an example of a die, where FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a side view showing a state cut along a plane passing through the central axis.
本実施の形態の場合、ダイ107は、コンテナ106の中心軸と同軸に設けられている孔に嵌め合うことのできる外径を有する薄い円板であり、中央部には押出し方向に貫通した加工孔171が設けられている。
In the case of the present embodiment, the
ダイ107の厚さは特に限定されるものではないが、超音波振動を押出し加工に有効に作用させるには、ダイ107の厚さは5mm以下(0mmを含まない)であることが好ましい。ダイ107の厚さが5mmよりも厚いと、ダイ107と押出し材200とが接触する界面で最大振幅とすることが困難(つまり、前記界面が最大振幅となるようなホーン101の形状を決定することが困難)となり、超音波振動の効果が抑制されるためである。なお、上記の作用から考えるとダイ107の厚さは薄いほどよいと考えられるが、ダイ107を構成する材質がSKD51などのダイス鋼の場合、ダイ107の強度を考慮し、ダイ107の厚さは0.5mm以上3mm以下が好ましいと考えられる。
The thickness of the
なお、加工孔171の形状は、所望の製品の形状に依存するものであり、十字形状に限定されるものではない。
The shape of the processed
押出し体108は、図3に示すように、押出し材200に対し押出し方向軸A上であってダイ107に向かう力を付与する部材である。本実施の形態の場合、押出し体108は、基台103の板体131に嵌入状態となっており、コンテナ106と板体131に挟持されて固定されている。従って、本実施の形態の押出し体108は、コンテナ106の端部に固定されており、いわゆるステムのようにコンテナ106に対して移動し、積極的に押出し材200を押し出すものではない。
As shown in FIG. 3, the extruded
次に、上記押出し加工装置100を用いた押出し方法を説明する。
Next, an extrusion method using the
まず、コンテナ106と押出し体108とを基台103の板体131に配置し、コンテナ保持具104をコンテナ106に被せてボルトで固定する。
First, the
次に筒状のコンテナ106内に押出し材200を挿入する。さらに、押出し材200の上方であってコンテナ106の中にダイ107を挿入する。
Next, the extruded
次に、加圧手段105を用いて、ホーン101を押出し体108の方向(図3に矢印で示す)に移動させ、ホーン101の先端部をコンテナ106内に挿入し、ホーン101の先端面をダイ107に当接させる。そしてさらに、加圧手段105によってホーン101を進めることで、コンテナ106に収容される押出し材200を押出し体108とダイ107とで挟んで加圧する。
Next, using the pressurizing means 105, the
一方、前記加圧と共に超音波振動発生手段102は、振動子122を振動させ、ホーン101を共振させる。これによりダイ107に押出し方向軸A上で振れる超音波振動が印加される。
On the other hand, the ultrasonic vibration generation means 102 vibrates the
上記加圧状態を維持すると、ダイ107の加工孔171から押出し材200が加工孔171の形状に従って押し出されて行く。
When the pressure state is maintained, the extruded
加工後の押出し材200である製品は、ホーン101の挿通孔111に挿通される。
The product which is the extruded
以上によって押出し加工を行うことができる。 Extrusion can be performed as described above.
以上の押出し加工装置100、押出し加工方法によれば、ダイ107に押出し方向軸A上の超音波振動を加えながら、コンテナ106内の押出し材200にダイ107を押し込んで押出し加工をすることができる。従って、超音波振動の付加とダイ107の押出し材200への押込みが同じ箇所で行われ、押出し材200の変形がダイ107直下で起こる。つまり、押出し材200が変形する部分に効率よく超音波振動が加わるので、超音波振動による荷重低減の効果が非常に高い。また、本実施の形態の場合、ダイ107の大部分は圧縮方向に荷重がかかっているため、ダイ107の厚みを薄くすることができる。従って、より効果的に超音波振動を作用させることが可能となる。また、超音波振動を加工部分に作用させることにより、従来押出し加工が困難であった形状、例えば、図4に示す加工孔171によって得られる十字形状の製品も押出し加工によって得ることが可能となる。
According to the above
また、ダイ107は消耗品であり、押出し加工の操業を長期間行うには定期的に取り替える必要があるが、ダイ107の重量を軽くすることができるため、ダイ107の交換作業が容易になり、さらに、ダイ107の価格を抑えることができる為、製造コストを低減することが可能となる。
In addition, the
(実施の形態2)
次に、本願発明に係る押出し加工装置100の他の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施の形態1と同様の作用や機能を実現する部材や手段や装置等は同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。
(Embodiment 2)
Next, another embodiment of the
図5は、本実施の形態における押出し加工時のダイの周辺を断面で示す側面図である。 FIG. 5 is a side view showing in cross section the periphery of the die during extrusion in the present embodiment.
同図に示すように、コンテナ106は、コンテナ保持具104によって基台103に固定されている。また、ホーン101は、加圧手段105を介すこと無く接続具151を介し基台103に対し固定されている(図示せず)。すなわち、本実施の形態の場合、ホーン101及びダイ107は、基台103に対し固定されている(超音波振動は発生する)。
As shown in the figure, the
押出し体108は、本実施の形態の場合いわゆるステムとして機能しており、コンテナ106に挿入可能な形状である。なお、押出し材200と押出し体108との間には押し板181(ダミーブロック)が配置されている。なお押し板181は必須の構成要素ではない。
In the present embodiment, the extruded
押出し体108は、加圧手段105に接続されており(図示せず)、同図中の矢印に示す方向に押出し材200を加圧することができるようになっている。
The
本実施の形態の場合、押出し材200は、コンテナ106に対し摺動することになるため、押出し材200とコンテナ106内面との摩擦が低減するように潤滑剤を施すことが望ましい。
In the case of the present embodiment, since the extruded
以上の構成によれば、ダイ107とホーン101の先端部とをコンテナ106内に押し込む必要がない。従って、ホーン101先端部の外径をコンテナ106の内径よりも小さくする必要が無い。また、ホーン101の先端部の長さと製品の長さとが無関係であるため、ホーン101の先端部を製品の長さに合わせて長くする必要がない。したがって、全体的に剛性の高いホーン101を押出し加工装置100に使用できるため、押出し加工装置100全体の剛性を高めることが可能となる。また、比較的大型の部材であり、振動子122等が取り付けられるホーン101を移動させる必要が無い。一方、押出し体108は比較的小型で、ホーン101のように超音波振動を発生させるために保持する場所が限定されることがないため、押出し方向軸Aからぶれることなくまっすぐに押し出すことが可能となる。従って、精密に押出し加工を行うことが可能となる。
According to the above configuration, it is not necessary to push the
(実施の形態3)
次に、本願発明に係る押出し加工装置100の他の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施の形態1や実施の形態2と同様の作用や機能を実現する部材や手段や装置等は同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。
(Embodiment 3)
Next, another embodiment of the
図6は、本実施の形態における押出し加工時のダイの周辺を断面で示す側面図である。 FIG. 6 is a side view showing, in cross section, the periphery of the die during extrusion processing in the present embodiment.
同図に示すように、コンテナ106は、コンテナ保持具104によって基台103に固定されている。さらに、ダイ107は、コンテナ106と基台103との間で周縁部が挟まれた状態で固定されている。また、ホーン101は、加圧手段105を介すこと無く接続具151により基台103に対し固定されている(図示せず)。
As shown in the figure, the
押出し体108は、いわゆるステムとして機能しており、コンテナ106に挿入可能な形状となっている。なお、押出し材200と押出し体108との間には押し板181(ダミーブロック)が配置されている。なお押し板181は必須の構成要素ではない。
The
押出し体108は、加圧手段105に接続されており(図示せず)、同図中の矢印に示す方向に押出し材200を加圧することができるようになっている。
The
以上の構成によれば、押出し加工時に発生する力がホーン101にかかりにくくなり、効果的に超音波振動をダイ107に伝達することができる。従って、ホーン101を保護しつつ押出し荷重を低減し、加工速度を向上させることが可能となる。
According to the above configuration, the force generated at the time of extrusion is less likely to be applied to the
図7は、本実施の形態におけるダイの変形例を断面で示す側面図である。 FIG. 7 is a side view showing a modification of the die in the present embodiment in section.
同図に示すダイ107は、ダイ107を固定する部分は厚みを持たせてダイ107全体の剛性の向上と固定の強度向上を図りつつ、加工孔171周縁のホーン101と当接する部分のみ押出し方向の厚さを薄くしたものである。なお、当該薄くした部分の厚さが特許請求の範囲における「ダイの厚さ」に該当する。このようなダイ107を採用した場合、大荷重を要する押出し加工においても、比較的小荷重に耐えるホーン101でダイ107を振動させ、押出し荷重を低減させることが可能となる。
In the
なお、本願発明に係る押出し加工装置100は、上述した実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態1〜3で示す構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態も本願発明の実施の形態である。また、上記構成要素に対して本願発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる押出し加工装置100や押出し加工方法も本願発明に含まれる。
In addition, the
例えば、ホーン101の挿通孔111の形状は、ダイ107の加工孔171が内接する円よりも大きい断面形状の孔であればよい。また、挿通孔111の断面形状は円ではなく、加工孔171の形状と相似形状でもかまわない。
For example, the shape of the
また、押出し体108にホーン101を接続し、押出し体108に超音波振動を印加してもかまわない。
Further, the
次に、具体的な実施例を示す。 Next, specific examples will be described.
上記実施の形態1で示した押出し加工装置100を用い、純アルミニウム(A1050)からなる押出し材200に対し押出し加工を行った。
Extrusion processing was performed on the extruded
押出し比:4(押出し材200:直径8mmの丸棒、ダイ107の加工孔171:直径4mmの円形)、ホーン101の移動速度:0.1mm/s、超音波振動発生手段102の振動子122振動:20kHz。以上の条件で押出し加工を行った。
Extrusion ratio: 4 (extrusion material 200: round bar with a diameter of 8 mm,
なお、上記条件においてホーン101は共振し、ホーン101のダイ107と接触する面(ホーン101の先端面)の振幅は15μmであった。
Note that the
図8は、ストロークと押出し荷重との関係を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the stroke and the extrusion load.
同グラフが示すように、ダイ107に超音波振動を印加していない場合(超音波なし)に比べ、ダイ107に超音波振動を印加している場合(超音波付加)、押出し荷重が少なくとも40%低減していることがわかる。 As shown in the graph, when the ultrasonic vibration is applied to the die 107 (with the addition of ultrasonic waves), compared with the case where the ultrasonic vibration is not applied to the die 107 (without the ultrasonic waves), the extrusion load is at least 40. % Can be seen.
本願発明によって、複雑な断面形状の製品を押出し加工により製造することができ、従来よりも複雑な断面形状の製品を得ることが可能となる。また、低荷重で押出し加工することが可能となるため従来不可能とされていた硬い押出し材などに対して押出し加工を行うことが可能となる。また、高い加工速度で製品を加工できるため、生産効率を高めることが可能となる。 According to the present invention, a product having a complicated cross-sectional shape can be manufactured by extrusion, and a product having a more complicated cross-sectional shape than before can be obtained. Further, since it is possible to perform extrusion processing with a low load, it is possible to perform extrusion processing on a hard extruded material that has been impossible in the past. In addition, since the product can be processed at a high processing speed, the production efficiency can be increased.
100 押出し加工装置
101 ホーン
102 超音波振動発生手段
103 基台
104 コンテナ保持具
105 加圧手段
106 コンテナ
107 ダイ
108 押出し体
111 挿通孔
121 制御装置
122 振動子
131 板体
132 柱体
133 梁体
151 接続具
171 加工孔
181 押し板
200 押出し材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
押出し方向軸上で移動可能に押出し材を保持するコンテナと、
押出し材を所定の形状に加工する加工孔を有するダイと、
押出し材に対し押出し方向軸上の前記ダイに向かう力を付与する押出し体と、
前記ダイを通過する押出し材が挿通される挿通孔を押出し方向軸に沿って有し、前記ダイの加工孔と前記挿通孔とが連通するように配置され、押出し方向軸上で振動する超音波振動を前記ダイに伝達するホーンと、
前記ホーンに超音波振動を発生させる超音波振動発生手段とを備え、
前記ホーンは、前記超音波振動発生手段が発生させる超音波振動と共振すると共に、前記ダイと接触する端部が最大振幅となる長さを備え、最小振幅部分で保持され、
前記超音波振動発生手段は、前記ホーンが保持される部分に対し、前記ダイと接触する部分と反対側の前記ホーンの部分に接続される超音波で振動する振動子を備える
押出し加工装置。 An extrusion processing apparatus for extruding a solid extruded material,
A container holding the extruded material movably on the axis in the extrusion direction;
A die having a processing hole for processing the extruded material into a predetermined shape;
An extruded body that imparts a force toward the die on the axis in the extrusion direction to the extruded material;
An ultrasonic wave that has an insertion hole through which the extruded material passing through the die is inserted along the extrusion direction axis, is arranged so that the processing hole of the die communicates with the insertion hole, and vibrates on the extrusion direction axis A horn that transmits vibrations to the die;
An ultrasonic vibration generating means for generating ultrasonic vibration in the horn ,
The horn resonates with the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration generating means, and has a length at which an end contacting the die has a maximum amplitude, and is held at a minimum amplitude portion.
The ultrasonic vibration generating means includes a vibrator that vibrates with ultrasonic waves connected to a portion of the horn opposite to a portion in contact with the die with respect to a portion where the horn is held. Processing equipment.
前記ホーンは前記ダイを介して押出し材に押出し方向軸上の前記押出し体向きの力を付与する
請求項1に記載の押出し加工装置。 The die is held in the container so as to be movable in an extrusion direction axis;
The extrusion device according to claim 1, wherein the horn applies a force directed to the extruded body on an extrusion direction axis to the extruded material through the die.
コンテナに押出し材を押出し方向軸上で移動可能に収容し、
前記コンテナに収容される押出し材を所定の形状に加工する加工孔を有するダイと押出し方向軸上の前記ダイに向かう力を前記押出し材に付与する押出し体とで挟んで加圧すると共に、
前記ダイを通過する押出し材が挿通される挿通孔を押出し方向軸に沿って有し、前記ダイの加工孔と前記挿通孔とが連通するように配置され、前記ダイと接触する端部が最大振幅となる長さを備え、最小振幅部分で保持されるホーンを、前記ホーンが保持される部分に対し、前記ダイと接触する部分と反対側の前記ホーンの部分に接続される超音波で振動する振動子を備える超音波振動発生手段が発生させる超音波振動と共振させて押出し方向軸上で振動する超音波振動を前記ダイに伝達する
押出し加工方法。 An extrusion method for extruding a solid extruded material,
The extruded material is accommodated in a container so as to be movable on the extrusion direction axis .
While pressure by being sandwiched between an extrusion body for applying a force toward the die on the die and the extrusion axis with a working hole for processing an extruded material contained in the container into a predetermined shape to the extruded material,
It has an insertion hole through which the extruded material passing through the die is inserted along the axis in the extrusion direction, and is disposed so that the processing hole of the die and the insertion hole communicate with each other, and the end portion that contacts the die is the largest. A horn having a length of amplitude and held by a minimum amplitude portion is vibrated by ultrasonic waves connected to a portion of the horn opposite to a portion contacting the die with respect to a portion where the horn is held. extrusion methods ultrasonic vibration generating means comprising a vibrator to resonate with ultrasonic vibration causes the generated ultrasonic vibrations to vibrate at the extrusion axis on you transmitted to the die to be.
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