JP6637094B2 - dice - Google Patents
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Description
この発明は、ダイスに関する。 The present invention relates to a die.
従来、ダイスは、たとえば、特開平8−291369号公報(特許文献1)、特開2006−55925号公報(特許文献2)に開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, dice are disclosed in, for example, JP-A-8-291369 (Patent Document 1) and JP-A-2006-55925 (Patent Document 2).
従来のダイスでは、伸線後の線材のクセを制御することが困難であるという問題があった。そこでこの発明は上記の問題を解決するためになされたものである。 The conventional dies have a problem that it is difficult to control the habit of the wire after drawing. Therefore, the present invention has been made to solve the above problem.
本発明の一態様に係るダイスは、上流側から順にリダクション、円筒形状のベアリング、およびバックリリーフを有し、ベアリング長さはベアリングの内径の0%を超え30%以下であり、バックリリーフの断面積がベアリング断面積の100%を超え105%以下でありバックリリーフ角は2°以上6°以下であり、リダクションの断面積がベアリングの断面積の100%を超え110%以下であり、リダクション角は2°以上6°以下である。 A die according to one embodiment of the present invention includes, in order from the upstream side, a reduction, a cylindrical bearing, and a back relief. The length of the bearing is more than 0% and 30% or less of the inner diameter of the bearing. The area is more than 100% and less than 105% of the cross-sectional area of the bearing, the back relief angle is 2 ° or more and 6 ° or less, and the cross-sectional area of the reduction is more than 100% and less than 110% of the cross-sectional area of the bearing; Is 2 ° or more and 6 ° or less.
[本発明の実施形態の説明]
(実施の形態1)
図1で示すように、実施の形態1に従った伸線用のダイス1は孔1hを有する。ダイス1は、上流側から順にベル1a、アプローチ1b、リダクション1c、ベアリング1d、バックリリーフ1eおよびエクジット1fを有する。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
ベル1aは孔1hの最も上流側に位置している。ベル1aを規定する孔1hの側面の角度αはベル角である。ベル1aは、伸線される線材および潤滑材の入口に該当する。
The
アプローチ1bは、ベル1aの下流に設けられる。ベル1aとアプローチ1bとの境界において、孔1hの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。アプローチ1bを規定する孔1hの側面の角度βはアプローチ角である。
リダクション1cは、アプローチ1bの下流に設けられる。アプローチ1bとリダクション1cとの境界において、孔1hの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。リダクション1cを規定する孔1hの側面の角度γはリダクション角である。
The
ベアリング1dは、リダクション1cの下流に設けられる。リダクション1cとベアリング1dとの境界において、孔1hの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。ベアリング1dを規定する孔1hの内径Dは一定である。ベアリング1dは円筒形状である。ベアリング1dは、孔1hにおいて最も孔径が小さい部分である。
The bearing 1d is provided downstream of the
バックリリーフ1eは、ベアリング1dの下流に設けられる。ベアリング1dとバックリリーフ1eとの境界において、孔1hの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。バックリリーフ1eを規定する孔1hの側面の角度θはバックリリーフ角である。
The
エクジット1fは、バックリリーフ1eの下流に設けられる。ベアリング1dとバックリリーフ1eとの境界において、孔1hの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。バックリリーフ1eを規定する孔1hの側面の角度φはエクジット角である。
The
リダクション1cの内径をRDとすると、RDとDとの間には、D<RD≦1.049Dの関係が成立する。そのため、上記関係の内径RDを有する部分がリダクション1cである。リダクション1cの断面積はベアリング1dの断面積の100%を超え110%以下である。
Assuming that the inner diameter of the
バックリリーフ1eの内径をBDとすると、BDとDとの間には、D<BD≦1.025Dの関係が成立する。そのため、上記関係の内径BDを有する部分がバックリリーフ1eである。バックリリーフ1eの断面積はベアリング1dの断面積の100%を超え105%以下である。
Assuming that the inner diameter of the
ベアリング1dの長さはLである。LとDとの間には、0<L≦0.3Dの関係が成立する。 The length of the bearing 1d is L. A relationship of 0 <L ≦ 0.3D is established between L and D.
リダクション1c、ベアリング1dおよびバックリリーフ1eの形状を測定するためには、孔1hに転写材(たとえば、丸本ストルアス株式会社製、レプリセット)を充填して、孔1hの形状を転写したレプリカを作製する。このレプリカを、中心線1pを含む平面で切断し、図1の孔1hのような孔1hの断面図を得る。断面図において、内径が最も狭くかつ円筒状の部分をベアリング1dとする。断面図において、ベアリング1dに隣接してベアリング1dの上流に位置し、内径RDがD<RD≦1.049Dを満たす部分をリダクション1cとする。断面図において、ベアリング1dに隣接してベアリング1dの下流に位置し、内径BDがD<BD≦1.025Dを満たす部分をバックリリーフ1eとする。
In order to measure the shapes of the
リダクション角γの測定にあたっては、孔1hの断面図において、リダクション1cの基準点11c(RD=1.049Dの部分)において両側面に接線12c,13cを引き、2つ接線12c,13cのなす角度をリダクション角γとする。
In measuring the reduction angle γ, in the cross-sectional view of the
バックリリーフ角θの測定にあたっては、孔1hの断面図において、バックリリーフ1eの基準点11e(BD=1.025Dの部分)において両側面に接線12e,13eを引き、2つの接線12e,13eのなす角度をバックリリーフ角θとする。
When measuring the back relief angle θ, in the cross-sectional view of the
図2は、段付きキャプスタンローラを備えたスリップ型伸線機の模式図である。図2で示すように、段付きキャプスタンローラー101,102を備えたスリップ型伸線機では複数のダイス9が配置される。各ダイス9のパス毎に所定の断面積減少率となるように各ダイス9のベアリングの直径を設定する。線材8はダイス9を通過する毎に走行速度が増加する。段付きキャプスタンローラー101,102の各段は、その周速度が、線材の走行速度よりも常に早くなるように設計される。これにより線材8がたわまないようにする。したがって、線材8の走行速度と、段付きキャプスタンローラー101,102の周速度の速度差分だけスリップしながら伸線加工が行われる。スリップしながら伸線されるため、線材8の表面に傷が発生する問題がある。線材8の直径は、最終のパスとなる仕上げ用のダイス1のベアリングの内径Dによって決定される。最終の仕上げ用のダイス1の精度(ベアリングの直径、真円度)は精密に制御しなければならない。実施の形態で示すダイス1は仕上げ用のダイスとして用いるとその性能を最大限に発揮する。
FIG. 2 is a schematic diagram of a slip type wire drawing machine provided with a stepped capstan roller. As shown in FIG. 2, a plurality of
供給ボビン103から線材8が矢印111で示す方向に供給される。線材8はダイス9によって伸線される。段付きキャプスタンローラー101,102によって線材8が送られる。段付きキャプスタンローラー101,102は矢印R1で示す方向に回転する。段付きキャプスタンローラー101,102の外径は、線材8の流れの下流に行くにしたがって大きくなる。これは下流に行くほど線材8の断面積が小さくなり、線材8の送り速度が速くなるからである。最後に線材8は巻取りボビン104に巻き取られる。線材8は、タイヤおよび高圧ホースの補強用スチールコード、半導体インゴットのスライシング用ソーワイヤなどの鋼線材として用いられる。
The
ダイス1の中心線1pは、線材8に対して角度kだけ傾斜して配置される。ダイス1の中心線1pが線材8に対して傾斜することで、線材8にクセ(湾曲形状)を形成することができる。これにより、円筒状の巻取りボビン104に線材8を巻き付け易くなる。本発明者は、ダイス1において長距離の伸線を行った後であっても線材8に適切なクセ(湾曲形状)付与するために鋭意検討を行ったところ、線材8を巻き取る直前のダイス1を線材の方向に対して傾けることでクセを付与できることが分かった。具体的には、300km以上の伸線に用いる場合には、リダクション角、バックリリーフ角およびベアリング長さを特定の範囲とした場合にのみ当該課題を解決できることを見出した。
The
ベアリング長さLはベアリングの内径Dの0%を超え30%以下とする必要がある。ベアリング長さLがベアリング1dの内径Dの30%を超えるとベアリング1dが長くなりすぎて、ベアリング1dでの伸線抵抗が大きくなり発熱しやすいため、長距離の伸線後にカール評価が悪化する。
The bearing length L needs to be more than 0% and 30% or less of the inner diameter D of the bearing. If the bearing length L exceeds 30% of the inner diameter D of the
バックリリーフ1eの断面積がベアリングの断面積の100%を超え105%以下でありバックリリーフ角θは2°以上6°以下である。バックリリーフ角θが2°未満であると、バックリリーフ角θが小さすぎるためバックリリーフ1eがベアリング1dと同様の働きをするため伸線抵抗が大きくなり発熱しやすいためカール評価が悪化する。バックリリーフ角θが6°を超えるとカールを付与するためには傾き角度kを大きくする必要があり、ダイス1と線材との接触面が不安定になる。そのため、長距離の伸線後にカール評価が悪化する。リダクション1cの断面積がベアリング1dの断面積の100%を超え110%以下であり、リダクション角γは2°以上6°以下である。リダクション角γが2°未満であるとリダクション角γが小さくなりすぎてリダクション1cがベアリング1dと同様の働きをするため伸線抵抗が大きくなり発熱しやすいため長距離の伸線後のカール評価が悪化する。リダクション角γが6°を超えるとリダクション角γが大きくなるためリダクション1c内で急激に内径が変化した後にカールを付与するため、長距離の伸線後の線材の品質が不安定になる。
The cross-sectional area of the
(実施の形態2)
図3は、実施の形態2に従ったノンスリップ型伸線機の模式図である。図3で示すように、ノンスリップ型伸線機に実施の形態1で説明したダイス1を適用してもよい。ダンサープーリー524、ダイス9およびキャプスタンローラー521をひとつの伸線機として、複数の伸線機を同期制御してつなげた形式としたのがノンスリップ型伸線機である。ダイス9通過後の線材8の走行速度は、次に接触するキャプスタンローラー521,522の周速度に等しいので、線材8とキャプスタンローラー521,522の間でスリップが発生しない。ダンサープーリ―524が矢印で示す方向に回動可能であるためダンサープーリ―524によって供給ボビン103、キャプスタンローラー521,522、ボビン531間の距離を調整することができる。その結果、線材8がキャプスタンローラー521,522に対してスリップすることを防止できる。最終の伸線においてダイス1でクセが付与される。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic diagram of a non-slip type wire drawing machine according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the
(実施例1)
表1の試料番号1〜5で示すダイス(D=0.1mm)を作成した。ダイスの素材は焼結ダイヤモンドである。形状は図1で示される。
(Example 1)
Dice (D = 0.1 mm) indicated by
表1において、「ベアリング長さ(%)」とはベアリングの内径Dに対するベアリングの長さの比率をいい、たとえば「5」とは、ベアリング長さは0.05Dであることを示す。 In Table 1, "bearing length (%)" refers to the ratio of the bearing length to the inner diameter D of the bearing. For example, "5" indicates that the bearing length is 0.05D.
表1のダイスを図2のダイス1として用いてブラスメッキピアノ線を伸線した。ブラスメッキピアノ線の伸線後の外径は0.1mmで、ダイス1で伸線前のブラスメッキピアノ線の外径は0.105mmで、伸線後の線速500m/minである。伸線後の線材8は図4で示すようにコイル状になった。伸線後の線材を切り取って定盤に置いたときのカール直径d(図4)が300mmになるように傾き角度(図2におけるk)を調整しながら1km伸線した。その後、さらに300km伸線してカール評価を行い、カール直径dが250mm以上300mm以下を評価「AA」、200mm以上250mm未満を評価「A」、150mm以上200mm未満を評価「B」とした。
A brass-plated piano wire was drawn using the dies in Table 1 as the dies 1 in FIG. The outer diameter of the brass-plated piano wire after drawing is 0.1 mm, the outer diameter of the brass-plated piano wire before drawing with the
バックリリーフ角が1°の試料番号1では、カール評価が「B」である。これはバックリリーフ角が小さすぎるためバックリリーフがベアリングと同様の働きをするため伸線抵抗が大きくなり発熱しやすいためカール評価が悪化すると考えられる。さらにバックリリーフの角度が小さい場合には、線材とダイス孔側面との接触面積が増加し、伸線抵抗が増加して断線しやすくなる。 For Sample No. 1 having a back relief angle of 1 °, the curl evaluation was “B”. This is thought to be because the back relief angle is too small and the back relief acts in the same manner as the bearing, so that the wire drawing resistance increases and heat is easily generated, and the curl evaluation deteriorates. Further, when the angle of the back relief is small, the contact area between the wire and the side surface of the die hole increases, so that the wire drawing resistance increases and the wire is easily broken.
バックリリーフ角が7°の試料番号5ではカール評価が「B」である。これはバックリリーフ角が大きくなるためカールを付与するためには傾き角度kを大きくする必要があり、ダイスと線材との接触面が不安定になるからであると考えられる。 Sample No. 5 having a back relief angle of 7 ° has a curl evaluation of “B”. This is considered to be because the back relief angle becomes large, and it is necessary to increase the inclination angle k in order to impart curl, and the contact surface between the die and the wire becomes unstable.
最も好ましいバックリリーフ角の範囲は4°以上6°以下であることが分かった。
(実施例2)
実施例2では、リダクション角を4°とした以外は、実施例1と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表2に示す。
It has been found that the most preferable range of the back relief angle is 4 ° or more and 6 ° or less.
(Example 2)
In Example 2, a die was prepared in the same manner as in Example 1 except that the reduction angle was set to 4 °, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 2 shows the results.
表2から、実施例1と同様の傾向が見られた。
(実施例3)
実施例3では、リダクション角を6°とした以外は、実施例1と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表3に示す。
From Table 2, the same tendency as in Example 1 was observed.
(Example 3)
In Example 3, a die was prepared in the same manner as in Example 1 except that the reduction angle was 6 °, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 3 shows the results.
表3から、実施例1と同様の傾向が見られた。
(実施例4)
実施例4では、ベアリング長さを10%とした以外は、実施例1と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表4に示す。
From Table 3, the same tendency as in Example 1 was observed.
(Example 4)
In Example 4, a die was prepared in the same manner as in Example 1 except that the bearing length was changed to 10%, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 4 shows the results.
表4から、実施例1と同様の傾向が見られた。
(実施例5)
実施例5では、ベアリング長さを20%とした以外は、実施例1と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表5に示す。
From Table 4, the same tendency as in Example 1 was observed.
(Example 5)
In Example 5, a die was prepared in the same manner as in Example 1 except that the bearing length was set to 20%, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 5 shows the results.
表5から、実施例1と同様の傾向が見られた。
(実施例6)
実施例6では、ベアリング長さを30%とした以外は、実施例1と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表6に示す。
From Table 5, the same tendency as in Example 1 was observed.
(Example 6)
In Example 6, a die was prepared in the same manner as in Example 1 except that the bearing length was set to 30%, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 6 shows the results.
表6から、実施例1と同様の傾向が見られた。
(実施例7)
実施例7では、リダクション角を4°とした以外は実施例4と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表7に示す。
From Table 6, the same tendency as in Example 1 was observed.
(Example 7)
In Example 7, a die was prepared in the same manner as in Example 4 except that the reduction angle was 4 °, and the curling was evaluated under the same drawing conditions. Table 7 shows the results.
表7から、実施例4と同様の傾向が見られた。
(実施例8)
実施例8では、リダクション角を6°とした以外は実施例4と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表8に示す。
From Table 7, the same tendency as in Example 4 was observed.
(Example 8)
In Example 8, a die was prepared in the same manner as in Example 4 except that the reduction angle was 6 °, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 8 shows the results.
表8から、実施例4と同様の傾向が見られた。
(実施例9)
実施例9では、リダクション角を4°とした以外は実施例5と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表9に示す。
From Table 8, the same tendency as in Example 4 was observed.
(Example 9)
In Example 9, a die was prepared in the same manner as in Example 5 except that the reduction angle was 4 °, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 9 shows the results.
表9から、実施例5と同様の傾向が見られた。
(実施例10)
実施例10では、リダクション角を6°とした以外は実施例5と同様にしてダイスを作成し、同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表10に示す。
From Table 9, the same tendency as in Example 5 was observed.
(Example 10)
In Example 10, a die was prepared in the same manner as in Example 5 except that the reduction angle was set to 6 °, and the curl was evaluated under the same drawing conditions. Table 10 shows the results.
表10から、実施例5と同様の傾向が見られた。
(実施例11)
表11の試料番号1101〜1109で示すダイス(D=0.1mm)を作成した。ダイスの素材はバインダを含まないバインダレスナノ多結晶ダイヤモンドである。形状は図1で示される。
From Table 10, the same tendency as in Example 5 was observed.
(Example 11)
Dice (D = 0.1 mm) indicated by sample numbers 1101 to 1109 in Table 11 were prepared. The material of the die is a binderless nano-polycrystalline diamond containing no binder. The shape is shown in FIG.
実施例1と同様の伸線条件でカール評価をした。ブラスメッキピアノ線の伸線後の外径は0.1mmで、ダイス1で伸線前のブラスメッキピアノ線の外径は0.105mmで、伸線後の線速500m/minである。その結果を表11に示す。なお、試料番号1103および1104は、試料番号22および32と同じである。
Curl was evaluated under the same drawing conditions as in Example 1. The outer diameter of the brass-plated piano wire after drawing is 0.1 mm, the outer diameter of the brass-plated piano wire before drawing with the
リダクション角が1°の試料番号1101,1106,1107では、カール評価が「B」である。これはリダクション角が小さすぎるためリダクションがベアリングと同様の働きをするため伸線抵抗が大きくなり発熱しやすいためカール評価が悪化すると考えられる。 For sample numbers 1101, 1106, and 1107 having a reduction angle of 1 °, the curl evaluation is “B”. This is considered to be because the reduction angle is too small, the reduction works in the same manner as the bearing, and the wire drawing resistance increases, and heat is easily generated, so that the curl evaluation deteriorates.
リダクション角が7°の試料番号1105,1108,1109では、カール評価が「B」である。これはリダクション角が大きくなるためリダクション内において急激に内径が変化した後にカールを付与するため線材の品質が不安定になるからであると考えられる。 For sample numbers 1105, 1108, and 1109 having a reduction angle of 7 °, the curl evaluation is “B”. This is presumably because the reduction angle increases and the curl is applied after the inner diameter changes abruptly in the reduction, so that the quality of the wire becomes unstable.
(実施例12)
表12の試料番号1201〜1208で示すダイス(D=0.1mm)を作成した。ダイスの素材はバインダを含まないバインダレスナノ多結晶ダイヤモンドである。形状は図1で示される。
(Example 12)
Dice (D = 0.1 mm) indicated by sample numbers 1201 to 1208 in Table 12 were prepared. The material of the die is a binderless nano-polycrystalline diamond containing no binder. The shape is shown in FIG.
実施例11と同様の伸線条件でカール評価をした。その結果を表12に示す。なお、試料番号1202、1203および1204は、試料番号2、42および52と同じである。 Curl was evaluated under the same drawing conditions as in Example 11. Table 12 shows the results. Note that sample numbers 1202, 1203 and 1204 are the same as sample numbers 2, 42 and 52.
ベアリング長さが35%の試料番号1206,1207,1208では、カール評価が「B」である。これはベアリング長さが長くなるため伸線抵抗が大きくなり発熱しやすいためカール評価が悪化すると考えられる。 For sample numbers 1206, 1207, and 1208 having a bearing length of 35%, the curl evaluation is “B”. This is considered to be due to the fact that the bearing length is increased, the drawing resistance is increased, and heat is easily generated, so that the curl evaluation is deteriorated.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed this time are illustrative in all aspects and are not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the embodiments described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,9 ダイス、1a ベル、1b アプローチ、1c リダクション、1d ベアリング、1e バックリリーフ、1f エクジット、1h 孔、1p 中心線、8 線材、11c,11e 基準点、12c,12e,13c,13e 接線、101,102 段付きキャプスタンローラー、103 供給ボビン、104 巻取りボビン、521,522 キャプスタンローラー、524 ダンサープーリー。 1,9 dice, 1a bell, 1b approach, 1c reduction, 1d bearing, 1e back relief, 1f exit, 1h hole, 1p center line, 8 wires, 11c, 11e Reference point, 12c, 12e, 13c, 13e tangent, 101 , 102 stepped capstan roller, 103 supply bobbin, 104 take-up bobbin, 521, 522 capstan roller, 524 dancer pulley.
Claims (2)
前記ベアリング長さは前記ベアリングの直径Dの0%を超え30%以下であり、
前記孔の断面図において、前記バックリリーフの直径BDが1.025Dの部分において両側面に2つの第一接線を引き、2つの前記第一接線のなす角度をバックリリーフ角とし、
前記バックリリーフの断面積が前記ベアリングの断面積の100%を超え105%以下であり前記バックリリーフ角は2°以上6°以下であり、
前記孔の前記断面図において、前記リダクションの直径RDが1.049Dの部分において両側面に2つの第二接線を引き、2つ前記第二接線のなす角度をリダクション角とし、
前記リダクションの断面積が前記ベアリングの断面積の100%を超え110%以下であり、前記リダクション角は2°以上6°以下である、ダイス。 Reduction in order from the upstream side, a die hole is provided to chromatic bearings, and a back relief cylindrical,
The bearing length is more than 0% and 30% or less of the diameter D of the bearing;
In the cross-sectional view of the hole, two first tangents are drawn on both side surfaces at a portion where the diameter BD of the back relief is 1.025D, and an angle formed by the two first tangents is defined as a back relief angle;
A cross-sectional area of the back relief is more than 100% and 105% or less of a cross-sectional area of the bearing, and the back relief angle is 2 ° or more and 6 ° or less;
In the cross-sectional view of the hole, two second tangents are drawn on both side surfaces at a portion where the reduction diameter RD is 1.049D, and an angle formed by the two second tangents is defined as a reduction angle,
A die, wherein a cross-sectional area of the reduction is more than 100% and 110% or less of a cross-sectional area of the bearing, and the reduction angle is 2 ° or more and 6 ° or less.
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