JP5979491B2 - 複動型押出プレス - Google Patents

Description

本発明は、メインラム内部に設けたピアサシリンダのシリンダロッド先端に取り付けたマンドレルを、前記メインラムに連結したメインクロスヘッドの中で軸方向に移動可能に設け、押出途中で前記ピアサシリンダのロッド側に圧油を導入して前記マンドレルの前進移動を防止し、管状の押出製品を得る複動型押出プレスに関する。

従来、例えば銅、アルミニウム及びその合金等を用いて複動押出方法により管状製品の押出加工を行う押出プレスは、シリンダプラテンとエンドプラテンが対向して配置され、シリンダプラテンにはメインラム、押出ステム及びマンドレルが、エンドプラテンにはダイスが設けられ、押出ステムとダイスの中間にはコンテナシリンダにより進退自在とするコンテナを有した公知の構成となっている。
押出ステムは、その先端にダミーブロックを有し、シリンダプラテンに設けられたメインシリンダ内に組み込まれたメインラムに、メインクロスヘッドを介して取り付けられるものであり、前記押出ステムの中心位置にはマンドレルがピアサシリンダロッドとともに、押出ステムと同行及び進退自在に配置される。そして、押出ステムに対向してダイスがエンドプラテンに取り付けられている。

押出ステムとダイスの中間には、コンテナが進退自在に配置される。そして、ビレットがコンテナ内に収納される。コンテナ内に収納されたビレットに対し、押出ステムがダイス側へ移動することによってビレットが押出ステムに押圧されてアプセットが完了する。アプセット後にマンドレルが前進してビレットに対するピアシングが行われ、マンドレルはダイスの所定の前進位置に停止するとともに、押出ステムが前進することにより、ビレットは管状製品として複動押出される。

複動型の押出プレスでは、マンドレルの先端部をダイスのベアリング部の所定位置に停止させて製品を押し出すに際し、マンドレルとベアリング部との相対位置が製品に引っ張られてもズレないように位置保持される。
特許文献１には、メインシリンダ内に設けたピアサシリンダと、押出プレス軸芯から外れてマンドレルと強制的に連結された止め金具とを備え、この止め金具は油圧パイロット弁に作用して、ダイスのベアリング部の所定の軸方向位置（停止位置）を保持するようにピアサシリンダのロッド側室へ一定量の圧油媒体を油圧ポンプより供給することを開始する。そして、圧油媒体の供給量が、マンドレルが停止し、且つメインラムが前進する際のピアサシリンダロッド側室の容積増大量に一致するように制御する複動型の押出プレス装置が開示されている。（特許文献１参照）

ところで、前記従来の複動型の押出プレスでは機械的に、マンドレルの移動量を止め金具と連接棒を介して油圧パイロット弁を切り替えることにより圧油媒体をピアサシリンダのロッド側に導入して、マンドレルをダイスのベアリング部の所定位置に保持する構成となっているので、油圧パイロット弁のスプールのランド部に相当する移動ストローク分だけ移動遅れが生じ、押出成形中にマンドレルの先端部が所定の停止位置に対し数ミリメートルだけ前後移動する。
さらに、マンドレルの先端位置を変更する場合や、押出速度を変更した場合には、止め金具の位置調整及びピアサシリンダに供給する油圧媒体の量と圧力をその都度調整する必要があった。

特公昭４９−２６１８８号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、押出中にダイスのベアリング部で前後移動することなく所定の停止位置を保持して、マンドレルの先端位置の変動を抑制するマンドレルの位置決め手段を備えた、管状製品を得る複動型押出プレスを提供することを目的とする。

メインシリンダにより軸方向に押動自在に設けられ、先端に押出ステムを配したメイン
クロスヘッドと、
マンドレルを前記押出ステム及び前記メインクロスヘッドの中で摺動可能とする前記メ
インシリンダ内に設けられたピアサシリンダと、
前記押出ステムに対向してエンドプラテンに設けられたダイスと、
前記押出ステムと前記ダイスとの間に配され、ビレットを収納し軸方向に移動自在なコ
ンテナとを有し、
前記ピアサシリンダのロッド側室へ一定量の圧油を供給し、その供給量を押出中に前記
マンドレルが静止して、且つ前記押出ステムが前進移動するときの前記ピアサシリンダの
ロッド側室容積の増大量と一致するようにした前記マンドレルの前進位置を規制する位置
決め手段を、前記メインクロスヘッドに設けた複動型押出プレスにおいて、
前記位置決め手段は要部が油圧シリンダにより構成され、前記押出ステムが押出方向へ
移動するとき、前記油圧シリンダから作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と、前記
ピアサシリンダのロッド側室受圧面積を実質的に同一に設定するとともに、
ピアシング完了後に前記押出ステムにより前記ビレットを押出すに際して、前記油圧シ
リンダから作動油を排出する側のシリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室とを、油
圧管路で接続して連通するようにした。

前記連通した前記押出ステムが押出方向へ移動するとき、前記油圧シリンダから作動油
を排出する側のシリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室の前記油圧管路に、圧油を
供給する圧油の供給手段を設けた。

ピアサシリンダのロッド側室へ一定量の圧油を供給し、その供給量を押出中にマンドレルが静止して、且つ押出ステムが前進移動するときのピアサシリンダのロッド側室容積の増大量と一致するようにしたマンドレルの前進位置を規制する位置決め手段をメインクロスヘッドに設けたので、押出中のマンドレル先端位置を所定の一定位置に保持することができ、マンドレル位置保持を容易に行え、停止位置精度を向上させることができる。

押出ステムが押出方向に移動するとき、位置決め手段の油圧シリンダから作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積とピアサシリンダのロッド側室受圧面積とを実質的に同一とし、押出中に押出ステムと同調するメインクロスヘッドに取り付けた位置決め手段の油圧シリンダ室から排出される作動油を、ピアサシリンダのロッド側室に供給するようにしたので、押出操作中に押出速度を変更しても、ピアサシリンダに供給する作動油圧力や供給油量をその都度調整する必要がなく、操作性を向上させることができる。
押出ステムが押出方向に移動するとき、位置決め手段の油圧シリンダの作動油を排出する側のシリンダ室とピアサシリンダのロッド側室とに圧油を供給する構成としたので、押出ステムが押出中に前進したストローク分、マンドレル位置が押出ステムに対して後退するので、ダイス位置に対するマンドレルの保持位置精度を向上させる。又、押出中前記シリンダ室の排出側にはマンドレルプル力の油圧が作用し、ピアサシリンダのロッド側にも同様に作用するため、押出ステムに作用する押出力が減少することはない。

本発明の複動型押出プレスを概略的に示す断面図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 マンドレルの先端部をダイスのベアリング部に位置させた押出状態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。

以下に、本発明に係る複動型押出プレス１０を、図１を参照して説明する。図１（ａ）は押出開始前の状態を、図１（ｂ）はビレットをコンテナ内に収納した状態を、図１（ｃ）はビレットにマンドレルを挿通した状態を、図１（ｄ）は押出完了後の状態をそれぞれが概略的に示している。
図１（ａ）に示すように押出プレス１０は、エンドプラテン１１とシリンダプラテン１２が対向して配置され、エンドプラテン１１にはダイス２１が、シリンダプラテン１２にはメインシリンダ１２ａ、メインラム１３、メインクロスヘッド１８と押出ステム１４が設けられ、エンドプラテン１１とシリンダプラテン１２との間にはエンドプラテンに１１に配したコンテナシリンダ２４により進退自在とするコンテナ２０を有する構成となっている。

押出ステム１４は、シリンダプラテン１２に設けられたメインシリンダ１２ａ内に組み込まれたメインラム１３に、メインクロスヘッド１８を介して取り付けられたものであり、押出ステム１４の中心位置にはマンドレル１５がピアサシリンダロッド１９とともに押出ステムと同行及び進退自在に配置される。ダイス２１は、押出ステム１４と対向してエンドプラテン１１に設けられている。
そして、ビレット２２は、ダイス２１とシリンダプラテン１２側へ移動したコンテナ２０との間に、ダミーブロック１７とともに図示しないビレットローダにより供給される。ダミーブロック１７はビレット２２の円滑に行うためビレット２２のみコンテナ２０に挿入した後、押出ステム１４を後退させて図示しないダミーブロック供給装置により押出プレス中心へ移動させてコンテナ２０に挿入しても良い。

符号４０は、押出中にマンドレル１５の前進位置を規制する位置決め手段であり、その要部となる油圧シリンダ４１がメインクロスヘッド１８に取り付けられ、ピストンロッド４２はその先端部をエンドプラテン１１に取り付けた構成となっており、押出ステム１４が前進移動するときに油圧シリンダ４１の作動油を排出する側のシリンダ室３２と、ピアサシリンダロッド側室３１の受圧面積は実質的に同一となるように設定されている。
油圧シリンダ４１の作動油を排出する側のシリンダ室３２とピアサシリンダロッド側室３１は後述する油圧機器により連通する構成となっており、押出中に油圧シリンダ４１から排出される作動油をピアサシリンダロッド側室３１へ供給することで、マンドレル１５の停止位置を保持する構成とした。

図１（ｂ）に示すように、ビレット２２及びダミーブロック１７は、ダイス２１と押出ステム１４とにより挟持されて前進移動したコンテナ２０内に収納される。コンテナ２０内に収納されたビレット２２に対し、押出ステム１４がダイス２１側へ移動することによって押圧されてアプセットが完了する。
次いで、図１（ｃ）で示すようにアプセットの完了後にマンドレル１５が前進移動してビレット２２に対するピアシングが行われ、マンドレル１５は所定の前進位置に停止するとともに、押出ステム１４が前進移動することにより、図１（ｄ）に示すようにビレット２２は管状の押出製品２６としてダイス２１より押出される。

このとき、ピアサシリンダ２３のロッド側室３１へ一定量の圧油が供給され、そのマンドレル位置を一定にするためのストロークによるシリンダ増大量を押出ステム１４が前進移動するときの油圧シリンダ４１のヘッド側室容積の排出量と実質的に一致するようにしたので、押出中にマンドレル１５の停止位置を保持するのである。そして、マンドレル１５の停止位置は、ダイス２１の端面から所定の寸法Ｓに設定される。

次に、本発明に係る複動型押出プレス１０の実施形態について、図２、３を用いて詳細に説明する。図２は本発明の実施形態を示し、符号１１はエンドプラテン、１２ａはエンドプラテン１１に対向して設けたメインシリンダ、１３はメインシリンダ１２ａに摺動自在に取り付けたメインラム、１８はメインラム１３に連結したメインクロスヘッドであり、メインクロスヘッド１８は図示しないマシンベース上を摺動させるように配置してある。
なお、エンドプラテン１１とシリンダプラテン１２は、同じく図示しないタイバーにより所定の間隔で保持可能な構成となっている。

また、メインラム１３内にはピアサシリンダ２３が設けられ、ピアサシリンダピストンロッド１９の先端には図示しないマンドレルホルダを介してマンドレル１５が螺着されている。そして、マンドレル１５は、メインクロスヘッド１８の先端に取り付けた押出ステム１４の中を摺動自在に装着されている。
エンドプラテン１１には、ダイス２１が押出軸線に対して水平方向に摺動可能に設けられている。ビレット２２を収納するコンテナ２０が、エンドプラテン１１に設けた複数のコンテナシリンダ２４により進退自在に配されている。符号１７は、マンドレル１５の先端に配されるダミーブロックであり、ビレット２２とともに図示しないビレットローダにより複動型押出プレス１０内に供給されか、ビレット２２とは別に図示しないダミーブロック供給装置により複動型押出プレス装置１０内に供給される。

図２において、符号３１はピアサシリンダ２３のロッド側室を示し、その受圧面積はＡ平方センチメートルに設定されている。符号３２は、押出ステム１４が押出方向に移動するときに作動油を排出する側の油圧シリンダ４１のシリンダ室を示し、２本の油圧シリンダ４１を設ける構成としたので、各シリンダの受圧面積は前記Ａ平方センチメートルと実質的に略同一となるように、Ａの略二分の一（略１／２Ａ平方センチメートル）に設定される。図２では、油圧シリンダ４１をメインクロスヘッド１８に取り付け、そのピストンロッド４２をエンドプラテン１１に取り付ける構成としたので、押出ステム１４が押出方向に移動するときに作動油が排出される側室３２はヘッド側となる。
また、例えば、油圧シリンダ４１を４本用いる構成では、その受圧面積はＡ平方センチメートルの略四分の一（略１／４Ａ平方センチメートル）に設定される。

図２を参照して、本発明のマンドレル１５の前進位置を規制する位置決め手段に係る油圧回路５０の構成について説明する。符号５１、５２は可変吐出型油圧ポンプであり、図示しない電動機により駆動される。可変吐出型油圧ポンプ５１、５２は公知の圧力調整弁等を備え、圧力が調整され、各シリンダ４１及び２３へ必要量の圧油を供給する。符号５３はピアサシリンダ２３を、符号５７は油圧シリンダ４１をそれぞれ動作させる電磁弁で、符号５５、５６は押出中に油圧シリンダ４１のシリンダ室３２とピアサシリンダ２３のロッド側室３１とを連通させるときに操作する電磁弁である。なお、シリンダ室３２の反対側室（図２では、ロッド側室）は、押出中に電磁弁５８を通じてタンクラインに連通され動作に応じて作動油を吸排する構成となっている。又、マンドレルプル力が急激に増大した場合に油圧シリンダ４０に圧力が作用しないよう逆止弁５９が装備されている。

上記のように構成された複動型押出プレス１０の動作について説明する。ビレット２２はダミーブロック１７とともにビレットローダに載置されて押出中心位置に供給される。供給したビレット２２は、メインラム１３を前進させて押出ステム１４の先端をダミーブロック１７の先端に接触させ、ダイス２１との間で挟持した状態でコンテナ２０を前進移動によりコンテナ２０のビレット収納孔へビレット２２とダミーブロック１７を装入、次いで、アプセットを行う。押出ステム１４を前進させるときには、電磁弁５７のＳＯＬｂを励磁して油圧シリンダ４１のシリンダ室３２内の作動油をタンクに排出させる。
アプセットの後、電磁弁５３のＳＯＬｂを励磁してピアサシリンダ２３のピストンヘッド側室に圧油を導入し、マンドレル１５を前進させながらビレット２２を穿設（ピアシング）し、マンドレル１５の先端を図３で示す、ダイス２１のベアリング部２１ａの所定の位置に停止させて位置保持するよう電磁弁５３のＳＯＬｂを消磁する。

マンドレル１５の図１〜３で示す所定の停止位置Ｓは（事前にマンドレル１５とダイス２１との相対的位置は押出前に測定して決定しておく）、ピアサシリンダ２３のピストンロッド１９又は図示しないマンドレルホルダの外周面に予めスケールセンサ（図示略）を取り付けておき、ピストンロッド１９とピアサシリンダ２３の相対的な位置を決定しても良いが、マンドレル１５の先端がダイス２１のベアリン部２１ａの所定の停止位置に設定されるものであれば、これに限定されるものではなく、別の方法で相対位置を決定しても良い。

次いで、メインラム１３を再び前進させて押出ステム１４を移動させ、ダイス２１から所望する均一な肉厚を有した管状の押出製品２６を得る。押出中は、電磁弁５５及び５６のＳＯＬｂを励磁して油圧シリンダ４１のシリンダ室３２とピアサシリンダ２３のロッド側室３１とを連通させるとともに、電磁弁５８のＳＯＬｂを励磁して油圧シリンダ４１のロッド側室の作動油を排出する。前述したように、油圧シリンダ４１のシリンダ室３２とピアサシリンダ２３のロッド側室３１の受圧面積を実質的同一の面積に設定したので、油圧シリンダ４１から排出される作動油によりピアサシリンダロッド１９は、押出ステム１４の前進速度に同調して相対移動を行う。このため、ダイス２１のベアリング部２１ａの所定の停止位置にあるマンドレル１５の先端面は、常に所定の停止位置で保持されることになる。

油圧シリンダ４１の排出油をピアサシリンダ２３のロッド側室３１へ供給する押出中のマンドレル位置保持では、油圧シリンダ等からの漏れ量等に起因してマンドレル先端位置にズレが生じる。このズレを補正するために可変吐出型油圧ポンプ５２を備え、前記連通した油圧管路に圧油を供給する構成とした。この構成によれば、油圧シリンダ４１及びピアサシリンダ２３の両シリンダ又はいずれか一方のシリンダに内部漏れが生じても、管路への所定流量の供給が補償され、マンドレル１５の位置保持精度に変化を与えることがない。
そして、押出の終了時には、電磁弁５５及び５６のＳＯＬｂを消磁して管路の連通を遮断する。

押出終了時にメインシリンダ１２ａのヘッド側を降圧するとともに、油圧シリンダ４１のヘッド側に圧油を導入してメインラム１３を縮退させ、メインクロスヘッド１８及び押出ステム１４が後退する。この後、コンテナ２０を更に後退させてコンテナ２０内からビレット２２の押し残し（ディスカード）を排出、切断除去して回収する。
ディスカードの切断後は、図１（ａ）で示す押出ステム１４の所定長さを収納する位置まで、コンテナ２０を更に後退移動させ、押出ステム１４の先端面とダイス２１との間にビレットローダによりビレット２２とダミーブロック１７を供給する。供給したダミーブロック１７とビレット２２は、前進移動する押出ステム１４の先端面とダイス２１との間で挟持し、前進移動するコンテナ２０内に装填する。ビレット２２及びダミーブロック１７の装填後は、前記の同一動作の繰り返しとなる。

図４は、本発明の他の実施形態を示す。図２における形態との違いは、コンテナ２０をダイス２１に当接させ押出ステム１４が後退限位置にある状態で、コンテナ２０と押出ステム１４との隙間にビレット２２とダミーブロック１７とを供給し、ビレット２２とダミーブロック１７を押出ステム１４の前進移動によりコンテナ２０内に装填することにあり、それ以外の構成は前述した図２と同じ構成となっている。また、図示しないが、図４に示すダイス２１に替えて押出ステム側の端面にダイスを有するダイステムを、押出ステムに対向してエンドプラテンに突設する構成の間接式の複動型押出プレスにおいても、適用することができる。

上述した本発明の実施形態では、ピアサシリンダロッドの先端部に図示しないマンドレルホルダを介してマンドレルを設ける構成としたが、この構成に限られるも物ではなく、例えば、ピアサシリンダロッドの先端部にマンドレルホルダを介してマンドレルを設けたピサクロスヘッドを取り付け、このピアサクロスヘッドをメインクロスヘッドの中で軸方向に移動可能とする構成が用いられても良く、また、マンドレルを回動する回動手段がピアサクロスヘッドに設けられる構成が用いられても良い。

以上説明したように、本発明の複動型押出プレスは、ピアサシリンダのロッド側室へ一定量の圧油を供給し、その供給量を押出中にマンドレルが静止して、且つ押出ステムが前進移動するときのピアサシリンダのロッド側室容積の増大量と実質的に一致するようにしたマンドレルの前進位置を規制する位置決め手段を、メインクロスヘッドに設けたので、押出中にマンドレルの先端位置を所定のダイスの一定位置に保持することができ、マンドレル位置保持の制御を容易に行えるとともに、位置精度の向上を図ることができる。
また、押出速度やマンドレルの先端位置を変更しても、ピアサシリンダに供給する作動油圧力や油量をその都度調整する必要がなく、操作性が向上する効果を奏する。なお、本発明は上記発明の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。

１０ 複動型押出プレス
１１ エンドプラテン
１２ シリンダプラテン
１２ａ メインシリンダ
１３ メインラム
１４ 押出ステム
１５ マンドレル
１７ ダミーブロック
１８ メインクロスヘッド
１９ ピアサシリンダピストンロッド
２０ コンテナ
２１ ダイス
２２ ビレット
２３ ピアサシリンダ
２４ コンテナシリンダ
２６ 管状の押出製品
３１ ピアサシリンダロッド側室
３２ 油圧シリンダの押出ステム前進時における作動油排出側室
４０ マンドレルの位置決め手段
４１ 油圧シリンダ
Ｓ マンドレル先端部の停止位置

Claims (2)

1. メインシリンダにより軸方向に押動自在に設けられ、先端に押出ステムを配したメイン
   クロスヘッドと、
   マンドレルを前記押出ステム及び前記メインクロスヘッドの中で摺動可能とする前記メ
   インシリンダ内に設けられたピアサシリンダと、
   前記押出ステムに対向してエンドプラテンに設けられたダイスと、
   前記押出ステムと前記ダイスとの間に配され、ビレットを収納し軸方向に移動自在なコ
   ンテナとを有し、
   前記ピアサシリンダのロッド側室へ一定量の圧油を供給し、その供給量を押出中に前記
   マンドレルが静止して、且つ前記押出ステムが前進移動するときの前記ピアサシリンダの
   ロッド側室容積の増大量と一致するようにした前記マンドレルの前進位置を規制する位置
   決め手段を、前記メインクロスヘッドに設けた複動型押出プレスにおいて、
   前記位置決め手段は要部が油圧シリンダにより構成され、前記押出ステムが押出方向へ
   移動するとき、前記油圧シリンダから作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と、前記
   ピアサシリンダのロッド側室受圧面積を実質的に同一に設定するとともに、
   ピアシング完了後に前記押出ステムにより前記ビレットを押出すに際して、前記油圧シ
   リンダから作動油を排出する側のシリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室とを、油
   圧管路で接続して連通するようにしたことを特徴とする複動型押出プレス。
2. 前記連通した前記押出ステムが押出方向へ移動するとき、前記油圧シリンダから作動油
   を排出する側のシリンダ室と前記ピアサシリンダのロッド側室の前記油圧管路に、圧油を
   供給する圧油の供給手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の複動押出プレス。

Images