JPH06512U - 中空製品押出用マンドレル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピアシング操作時に発生する超硬合金製リン
グの端面割れ、外周縁部の欠け等を確実に防止し、工具
寿命を増大させると共に中空製品の内面肌荒れを防止す
る。 【構成】 マンドレル本体１３Ａのベアリング部を超硬
合金製のリング１３Ｂで構成し、このリング１３Ｂを鍔
部１７Ｃを一体に有するボルト１７によってマンドレル
本体１３Ａの端面に締結固定する。鍔部１７Ｃの外径を
リング１３Ｂの外径より若干小さく設定する。また、リ
ング内径とボルトとの隙間ｄを、リング１３Ｂとボルト
１７との熱膨張係数を考慮して設定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアルミニウム管等の中空製品を連続押出加工する熱間押出機のマンド レルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

中空製品の連続熱間押出加工機において、ダイと共に用いられ中空製品の内面 形状を規定するマンドレルは、長時間高温、高圧下に晒されるため、耐熱性およ び耐摩耗性が要求される。そのため、従来は熱間工具鋼、例えばＪＩＳ Ｇ４４ ０４（１９８３）ＳＫＤ６１等で図４に示すように一体に製作されていた。なお 、図中１はマンドレル、１Ａは中空製品の内面形状を規定するベアリング部、１ Ｂは不図示の保持部材に螺合される雄螺子部である。

【０００３】 しかしながら、熱間工具鋼製のマンドレルは、中空製品の押出しの際にベアリ ング部１Ａの食われ（摩擦凹部）が発生して中空製品の内面肌荒れを生じたり、 工具の寿命が短いという問題があった。そこで、最近ではマンドレルの耐摩耗性 を向上させるため熱間工具鋼よりも更に熱間強度の高い超硬合金によってマンド レルを一体に製作したり（例：実公昭６１−２４３３１号公報）、あるいはまた ベアリング部のみを超硬合金製リングで製作し（例：特開平３−２２６３０８号 公報、実公昭６４−６９６８号公報、特開昭６１−２０９７１９号公報）、熱間 耐摩耗性および工具寿命の増大化を図っている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、超硬合金製リングの取付構造としてマンドレル本体にボルトで締結 固定したり（実公昭６４−６９６８号公報）、ナットで締結固定する（特開昭６ １−２０９７１９号公報）ことが行われているが、その場合、マンドレルのピア シング操作時にリングの端面割れ、外周縁部の欠け等が発生し易いという問題が あった。すなわち、超硬合金は衝撃に弱く、割れたり欠け易いという特性を有す るため、マンドレルをコンテナ内のビレット中に押し込んでピアシングする際、 リングの端面の外周部、すなわちボルトまたはナットより外側部分にてビレット を直接押圧すると、この外周部分が大きな圧力を受け、リングに割れを生じたり 、外周縁部に欠けを生じる。

【０００５】 したがって、本考案は上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、 その目的とするところは、ピアシング操作時に発生する超硬合金製リングの端面 割れ、外周縁部の欠け等を確実に防止することができ、工具寿命を増大させると 共に中空製品の内面肌荒れを防止し得るようにした中空製品押出用マンドレルを 提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため請求項１に記載の考案は、マンドレル本体と、ベアリ ング部を構成するリングと、このリングを前記マンドレル本体に固定する締結部 材とからなる中空製品押出用マンドレルにおいて、前記マンドレルのベアリング 部を超硬合金製のリングで構成し、このリングを鍔付き締結部材によって前記マ ンドレル本体に締結固定してなり、前記締結部材の鍔部外径をリング外径より若 干小さく設定したものである。 請求項２に記載の考案は、上記考案において、締結部材の鍔部外径はリング外 径より０．５〜１．０ｍｍ程度小さく設定されているものである。

【０００７】

【作用】

締結部材の鍔部はリング端面を略全面にわたって覆うことでマンドレルのピア シング操作時にリングの端面および外周部が直接大きな圧力を受けないようにす る。鍔部外径は、リング外径より０．５〜１．０ｍｍ程度小さく設定されること で押出加工時に中空製品の内面形状に影響を与えることはない。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。 図１は本考案に係る中空製品押出用マンドレルの一実施例を示す一部破断側面 図、図２はマンドレルの正面図である。これらの図において、１０は加熱された ビレット１１が装填されるコンテナである。１２、１３はコンテナ１０内に配設 されたダイおよびマンドレルで、これらによって中空製品１４を連続押出しする 押出工具を構成している。

【０００９】 ダイ１２はコンテナ１０の内周面に嵌合され、中心に中空製品１４の外面形状 を規定する押出方向に拡径した貫通孔１５が形成されている。

【００１０】 マンドレル１３は、二点鎖線で示す保持部材１６に取付けられたマンドレル本 体１３Ａと、マンドレル本体１３Ａの先端に取付けられベアリング部を構成する リング１３Ｂと、このリング１３Ｂをマンドレル本体１３Ａの先端面に締結固定 する締結部材としてのボルト１７とからなり、リング１３Ｂが前記ダイ１２の貫 通孔１５に同軸にかつ所定の隙間を保って嵌挿されている。マンドレル本体１３ Ａの基部側外周面には保持部材１６のねじ孔に螺合される雄螺子部１８が形成さ れ、先端部にはテーパ部１９が形成されており、これによってビレット１１の貫 通孔１５内への流入を容易にしている。前記ボルト１７は、リング１３Ｂを貫通 してマンドレル本体１３Ａのねじ孔２０にねじ込まれる雄螺子部１７Ａと、六角 形の頭部１７Ｂと、これら両者間に設けられた円板状の鍔部１７Ｃとで構成され ている。

【００１１】 マンドレル本体１３Ａの材質としては、熱間工具鋼、例えばＪＩＳ Ｇ４４０ ４（１９８３）ＳＫＤ６１等が用いられ、リング１３Ａの材質としては超硬合金 （例：ＪＩＳ Ｂ４１０１ Ｖ２０）、そしてボルト１７の材質としてはマンド レル本体１３Ａと同様、熱間工具鋼が用いられる。

【００１２】 ボルト１７の鍔部１７Ｃの外径Ｄ1 はリング１３Ｂの外径Ｄ2 より若干小さく 設定（Ｄ1 ＜Ｄ2 ）されている。Ｄ1 とＤ2 の寸法差としては、熱間（５００° Ｃ〜５６０°Ｃ）において０．５〜１．０ｍｍ程度で、０．５ｍｍ以下であると 押出加工時に中空製品１４の内面が鍔部１７Ｃの周面に接触して肌荒れする虞れ があり、大き過ぎるとボルト１７によるリング１３Ｂの締結力が弱くなり、また リング端面とビレット１１との接触面積が大きくなるためマンドレル１３をビレ ット１１内に押し込んでピアシングする際、リング１３Ｂが割れたり、リングの 外周縁部が欠けたりして好ましくない。

【００１３】 また、リング１３Ｂの内径とボルト１７の雄螺子部外径とは熱膨張係数を考慮 した寸法に設定される。すなわち、超硬合金の熱膨張係数は熱間工具鋼の熱膨張 係数より小さいため、リング１３Ｂの内径と、ボルト１７との間の隙間ｄが小さ いと、押出加工時にリング１３Ｂに割れが発生し、反対に隙間ｄが大き過ぎると 、リング１３Ｂの中心がマンドレル本体１３Ａの中心からずれて中空製品１４の 肉厚が周方向において不均一になるという問題を生じる。そこで、隙間ｄとして は、０．１１１ｍｍ程度に設定することが望ましい。

【００１４】 かくしてこのような構成からなるマンドレル１３にあっては、ベアリング部を 超硬合金製リング１３Ｂで構成しているので、高温、高圧の雰囲気において長時 間使用しても、リング１３Ｂの硬度低下が小さく、マンドレルの寿命を向上させ ることができる。また、ボルト１７の鍔部１７Ｃはリング１３Ｂを確実に固定す ると共に、リング１３Ｂのダイ側端面を略全面にわたって覆っているので、マン ドレル１３をコンテナ１０内のビレット１１中に押し込んでピアシングする際、 リング１３Ｂの端面が大きな圧力を受けず、リング１３Ｂの端面割れ、リングの 外周縁部の欠け等を確実に防止することができる。したがって、マンドレル１３ の寿命が増大し、また鍔部外径はリング外径より小さいので押出加工時に中空製 品１４の内面が肌荒れせず、製品品質を向上させる。さらに、リング内径とボル ト１７との隙間ｄをこれら両部材の熱膨張係数を考慮して設定しているので、押 出加工時にリング１３Ｂが割れたりすることもない。

【００１５】 図３はリングを締結固定する締結部材の他の実施例を示す斜視図である。この 実施例は締結部材として鍔部２２を一体に設けた六角孔付きボルト２１によって リングをマンドレル本体に締結固定するようにしたものである。この場合、六角 孔２３を有する円筒状頭部２１Ａの外径をリング外径より０．５〜１．０ｍｍ程 度小さく設定すると、頭部自体が鍔部としての機能をも果たすため、前記鍔部２ ２は必ずしも必要ではない。

【００１６】 なお、上記実施例は締結部材としてボルト１７または２１によってリング１３ Ｂをマンドレル本体１３Ａに締結固定した場合について説明したが、本考案はこ れに特定されるものではなく、鍔付ナットを用いることも可能であり、その場合 はマンドレル本体１３の先端面に雄螺子部を突設し、この雄螺子部にリングを嵌 合し、鍔付きナットを雄螺子部に螺合してリングを締結固定すればよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上述べたように本考案に係る中空製品押出用マンドレルは、超硬合金製リン グを鍔付き締結部材によってマンドレル本体に締結固定し、鍔部の外径をリング 外径より若干小さく設定して構成したので、リング端面のビレットと直接接触す る面積が小さく、したがって、マンドレルのピアシング時にリング端面が大きな 圧力を受けず、リングの端面割れ、ダイ側外周縁部の欠け等を未然に防止するこ とができ、マンドレルの寿命を増大させると共に、中空製品の内面の肌荒れを防 止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る中空製品押出用マンドレルの一実
施例を示す一部破断側面図である。

【図２】同マンドレルの正面図である。

【図３】締結部材の他の実施例を示す斜視図である。

【図４】従来のマンドレルの正面図である。

【符号の説明】

１０ コンテナ １１ ビレット １２ ダイ １３ マンドレル １３Ａ マンドレル本体 １３Ｂ リング １４ 中空製品 １７ ボルト １７Ａ 雄螺子部 １７Ｂ 頭部 １７Ｃ 鍔部 ２１ 六角孔付きボルト

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンドレル本体と、ベアリング部を構成
   するリングと、このリングを前記マンドレル本体に固定
   する締結部材とからなる中空製品押出用マンドレルにお
   いて、 前記マンドレルのベアリング部を超硬合金製のリングで
   構成し、このリングを鍔付き締結部材によって前記マン
   ドレル本体に締結固定してなり、前記締結部材の鍔部外
   径をリング外径より若干小さく設定したことを特徴とす
   る中空製品押出用マンドレル。
2. 【請求項２】 請求項１記載の中空製品押出用マンドレ
   ルにおいて、締結部材の鍔部外径はリング外径より０．
   ５〜１．０ｍｍ程度小さく設定されていることを特徴と
   する中空製品押出用マンドレル。