JPH0783967B2 - 押出しダイスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，押出しダイスの製造方法，特に与えられた形
状をもつベアリング孔の内周面を構成するベアリング面
および裏逃げ部を形成する裏逃げ傾斜面がワイヤカット
放電加工装置を用いて形成されるようにする押出しダイ
スの製造方法であって，上記裏逃げ部の傾斜角度が変化
する部分を容易に加工できるようにした押出しダイスの
製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来，アルミ型材の押出し加工に用いられる押出しダイ
スとして，第１図（Ａ）ないし（Ｃ）に図示されている
ような押出しダイスが知られている。第１図（Ａ）は平
面図，第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）図示矢印Ａ−Ａ′に
おける側断面図，第１図（Ｃ）は底面図を示し，図中の
符号１は流し込み部,2はベアリング孔,3は裏逃げ部,4は
裏逃げ段差部を表わしている。

一般に，押出しダイスによって例えばアルミ・サッシの
如き部材を製作する場合，上記流し込み部１に供給され
たアルミ材が図示省略した押圧装置によりベアリング孔
２の方向に押圧され，該ベアリング孔２によって成型さ
れて裏逃げ部３に製品となって押出される。従って，形
状精度の高い型材を製作するためには，上記ベアリング
孔２内を通過するアルミ材の速度が均一になるようにす
る必要がある。そのため，第２図および第３図を参照し
て後述する如く，上記ベアリング孔２のベアリング長さ
（第１図（Ｂ）図示矢印ｌ）を該ベアリング孔２の形状
に対応させて調整するように考慮されている。以下，上
記ベアリング長さｌについて説明する。

第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は夫々第１図（Ｃ）図示
Ａ−Ａ′,B−Ｂ′,C−Ｃ′における断面図，第３図はベ
アリング面の展開図を示している。そして，図中の符号
２ないし４は第１図に対応しており,5はベアリング面,6
は裏逃げ傾斜面を表わしている。

前述したように，ベアリング孔２におけるベアリング長
さｌ（第１図（Ｂ）図示）は，ベアリング孔２の形状に
対応して予め定められている。即ち，第１図（Ｃ）図示
矢印de間の如く，ベアリング孔２の溝幅の広い部分とそ
の隣接部分においては，第２図（Ｃ）に図示されている
ようにベアリング長さl_cは大きく，また第１図（Ｃ）図
示矢印bcおよびfg間の如く溝幅の狭い部分においては，
第２図（Ｂ）に図示されているようにベアリング長さl_b
は小さくされている。更に，同じ溝幅であっても，第１
図（Ｃ）図示矢印ha間の如く，ベアリング孔２の末端の
部分においては，アルミ材の流れが悪くなるため第２図
（Ａ）に図示されているようにベアリング長さl_aは更に
小さくなるようにされている。このようにして形成され
たベアリング面５は，第３図に図示されている展開図の
ようになる。なお，図示矢印ａないしｈは，第１図
（Ｃ）図示矢印ａないしｈによって示されている位置に
対応している。

以上説明した押出しダイスにおけるベアリング孔２およ
び裏逃げ部３の加工は，通常上記ベアリング孔２のベア
リング面５はワイヤカット放電加工装置によって行なわ
れ，上記裏逃げ部３の裏逃げ段差部４および裏逃げ傾斜
面６は通常の放電加工機やフライス等の工作機械を用い
て行なわれていた。この点を改善すべく，出願人は先に
特願昭58−221679号において，ワイヤカット放電加工装
置の加工テーブル上に被加工体を最初に載置した状態の
ままで，ベアリング孔および裏逃げ部の全加工の自動化
を可能ならしめると共に，上記ワイヤカット放電加工装
置によって行なわれる放電加工時におけるワイヤ電極の
冷却効果を高めて高速加工を可能ならしめることによっ
て，製作工数の大幅な短縮，製作コストの低減，機械的
強度の向上を図ると共に，精度の高い製品を製作するこ
とができるようにした押出しダイスの製造方法を提案し
た。以下，当該特願昭58−221679号の図面の一部を転記
しつつ，当該特許出願の内容について概略記述する。

第４図は製造される押出しダイスを説明するための説明
図，第５図および第６図は製造方法を説明するための説
明図を示している。

以下説明する押出しダイスの例は，第１図ないし第３図
図示従来例に対応する押出しダイスに関するものであ
り，図中の符号2,3,5および６は第１図および第２図に
対応している。

第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は，第１図（Ｃ）図示Ａ
−Ａ′,B−Ｂ′,C−Ｃ′における断面図を示し，ベアリ
ング面５および裏逃げ傾斜面６のすべてが，後述するワ
イヤカット放電加工装置を用いて形成される。第４図図
示例におけるベアリング面５の加工は，前述した従来例
と同様に行なわれるが，裏逃げ部３を構成する裏逃げ傾
斜面６も，ワイヤ電極の傾斜角度および／または走行位
置をベアリング孔２の形状に対応させて制御することに
よって同じワイヤカット放電加工装置を用いて加工され
る。従って，第４図図示例は，前述した従来例における
が如き裏逃げ段差部４（第２図図示）が設けられること
なく，第３図図示展開図の如く所望されるベアリング面
５を有するベアリング孔２をそなえる。

製造に当っては，先づ前述したベアリング孔２および裏
逃げ部３の加工を除いた状態，即ち第１図図示例で言え
ば押出しダイスの前面，裏面，インロー部および外周面
が仕上げられた状態（本願明細書においてはこの状態の
押出しダイスを被加工体と呼んでいる）のものが，予め
機械加工によって製作される。そして，該被加工体11を
前述した製造装置によってベアリング孔２および裏逃げ
部３を加工して，第４図図示例の如き押出しダイスを製
造する。即ち，上記被加工体11の前面が下にされた状態
（第５図に図示されているように加工すべきベアリング
孔２が下方，裏逃げ部３が上方に位置する状態）にし
て，ベアリング孔を形成するための垂直加工工程（以下
ベアリング孔加工工程と呼ぶ）および裏逃げ部加工工程
を経て押出しダイスが製造される。

まず，ベアリング孔加工工程を第５図に関連して説明す
る。該加工工程においては，第５図に図示されている如
く，ワイヤ電極12を垂直に走行せしめると共に，予め与
えられているベアリング孔２の形状に対応する座標にも
とづいて上記ワイヤ電極12の位置を制御しつつ切断加工
を行なう。その結果，後述する裏逃げ部加工工程によっ
て裏逃げ傾斜面６（図示点線）が形成された場合に最終
的に形成されることになるベアリング孔２を構成する所
定のベアリング長さｌを有するベアリング面５が形成さ
れる。

次いで，裏逃げ部加工工程を第６図に関連して説明す
る。当該加工工程は，第６図において点線によって図示
されている裏逃げ傾斜面６を形成する加工工程である。
なお，上記裏逃げ傾斜面６を形成するに当って，第６図
において１点鎖線によって図示されている如く，ワイヤ
電極12の傾斜角度を形成すべき裏逃げ傾斜面６の傾斜角
度に対応させて制御すると共に，ワイヤ電極12が上記ベ
アリング孔２の内周線（例えば第６図におけるベアリン
グ面５とダイス前面との交差線）上の各位置（例えば第
６図図示点Ｐ′,P′）において当該各位置に対応するベ
アリング長さ（例えば第６図図示矢印ｌ）に実質上等し
い深さ位置点（例えば第６図図示点P,P）を通過するよ
うに切断位置制御を行なうことによって所望される裏逃
げ傾斜面６が形成される。即ち，上記ワイヤ電極12を上
記ベアリング孔２の形状に対応する閉ループを一巡させ
ることによって上記裏逃げ傾斜面６を加工することがで
きる。なお，裏逃げ部を先に加工して，その後，ベアリ
ング孔の加工を行ってもよい。

上記押出しダイスを製造するワイヤカット放電加工装置
は，例えば第７図に示すような周知のものを用いること
ができる。

第７図において，加工テーブル８は，制御モータ９およ
び10によって，直交するX,Y方向に駆動される。ワイヤ
電極12は，加工テーブル８上に載置された被加工体11を
切断加工するため，上部ガイド15の下部ガイド16との間
を直線状態にて走行せしめられており，上部ガイド15
は，制御モータ13および14によって，直交するX,Y方向
に移動可能になっている。従って，ワイヤ電極12の傾斜
角度を所望するように調整することができる。

このワイヤカット放電加工装置は，被加工体11に対して
定められた基準となる水平面，例えばベアリング孔の入
口面と，ワイヤ電極12との交差する点Ｓの軌跡によって
与えられる形状（以下，テープ形状という），および上
記入口面に垂直な方向に対するワイヤ電極12により形成
される傾斜面の角度情報等が，制御情報として与えられ
ることにより，制御モータ9,10,13,14を連動させて，切
断位置制御を行う。ここで，傾斜面の角度は，ワイヤ電
極12自体の傾斜角ではなく，ワイヤ電極12が相対的に被
加工体11に対して進行する方向に接する平面の角度であ
る。

ところで，前述したようにベアリング長さは，ベアリン
グ孔内を通過するアルミ材の速度が均一になるように調
整される必要がある。一方，裏逃げ部傾斜面について
も，スクラップの発生防止の点および製造される押出し
ダイスの強度の点から，その傾斜角度が，ベアリング形
状に対応して調整されることが望まれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第８図は本発明が解決しようとする問題点を説明するた
めの図である。

例えば，第８図（Ａ）図示のように，ベアリング形状が
直線であって，あるP1点まで裏逃げ部の傾斜角度Ｔが２
゜であり,P2点の後方の傾斜角度Ｔが４゜となるように
加工する必要があるとする。P1点からP2点までは，傾斜
角度が２゜から４゜まで変化する。なお，ベアリング長
さＬは，全体的には変化するが,P1点およびP2点におい
て，変化はないものとする。

この場合，ワイヤ電極12は，被加工体に対して，例えば
第８図（Ｂ）図示のように動作させる必要がある。即
ち，ワイヤ電極12を，まず−′の位置から２゜の傾
斜角度でもって−′の位置まで移動させて加工を行
う。次に−′から−′まで変化させ，続いて
−′まで４゜で切断加工する。ここで，−′から
−′までの傾斜角度が次第に変化する接続面を加工
することが必要となるが，この部分のテープ形状Ｓが,P
1点に対応するの点からP2点に対応するの点の方向
へ折れ曲がるので，次のような問題が生じる。

テープ形状Ｓがベアリング形状と平行でなくなり，複雑
化すると共に，ワイヤ電極の傾斜角度制御値と裏逃げ傾
斜面６の傾斜角度とが一致しなくなる。即ち，所望する
裏逃げ傾斜面６の傾斜角度はベアリング形状の法線方向
に関連する角度であり，ワイヤ電極の進行方向における
角度とは異なる。従って，ワイヤ電極の制御が複雑にな
る。

また，加工装置により，実際に−′から−′へ
角度を変化させつつワイヤ電極を移動させる制御が可能
であったとしても，テープ形状Ｓが折れ曲がっているこ
ともあり，裏逃げ傾斜面６とベアリング面５との交差す
る線が，加工誤差等のためにずれが生じて，実際の上記
交差線の加工結果が直線にならないことが多いという問
題がある。

なお，制御用テープ作成基準位置を，裏逃げ傾斜面６と
ベアリング面５との交差する線の位置に合わせるのは，
ほとんどの場合，ベアリング長さが全体的に同一ではな
いので，テープ形状Ｓが同一平面上に存在せず，採用で
きない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点の解決を図り，簡単に所望する裏逃
げ部の傾斜角度が変化するような加工を行い得る押出し
ダイスの製造方法を提供する。そのため，特に，ベアリ
ング長さが同じであって，裏逃げ部の傾斜角度が変化す
る部分について，傾斜角度が変化する部分の接続部にお
ける傾斜角度が大なるほうの位置で，ワイヤ電極が被加
工体の前面に垂直な平面上で動作するよう切断制御し，
これによって，この接続部の前後における傾斜角度を変
化させ，また，ワイヤ電極を上記前面に垂直な姿勢で動
作させ，ベアリング面を形成し，次に上記ベアリング面
と上記裏逃げ部の傾斜面との交差する線の位置における
平面を，上記ワイヤ電極による切断制御における形状を
指示する制御基準面として，上記ワイヤ電極が上記交差
する線を通り，かつ上記ワイヤ電極が上記傾斜角度が変
化する両側の角度の範囲内における傾斜角度をもつ傾斜
面を形成するよう制御情報を与えて，上記傾斜角度が不
連続的に変化する部分に生じる段差部分を切り取るよう
に，裏逃げ部の傾斜角度が変化する部分の切断加工を行
う。

〔実施例〕

第９図は本発明の一実施例である加工工程を説明するた
めの図である。

説明を簡単にするために，加工しようとする形状のベア
リング長さが全区間で一定であって，ベアリング形状が
直線である場合を例にして説明する。

例えば，第９図（Ａ）図示のように，ベアリング長さＬ
が一定値であり，ベアリング形状における点P1までの裏
逃げ部の傾斜角度が２゜であり，点P1から点P2までの傾
斜角度が２゜から４゜まで次第に変化し，点P2から点P3
までの傾斜角度が４゜であり，点P3から点P4までが逆に
４゜から２゜まで変化し，点P4以降の傾斜角度が，また
２゜となるような切断加工を行うとする。

まず，第９図（Ｂ）図示のように，ワイヤカット放電加
工装置の制御用テープ作成基準位置を，ベアリング孔の
入口面の位置として，テープ形状Ｓを定める。ベアリン
グ面５の下端におけるベアリング形状の線と，テープ形
状Ｓとの距離をＤとし，裏逃げ部の傾斜角度をＴとする
と，ベアリング長さはＬであるので， Ｄ＝L tanT である。この式により，テープ形状Ｓを定めることがで
きる。

最初に，テープ形状における点P2に対応する点を目標
位置とし，ワイヤ電極の傾斜角度制御値として２゜を指
定して，第９図（Ｂ）に示す−′までの切断を行
う。続いて点を目標位置とし，傾斜角度制御値を０゜
にして，−゜までの切断を行う。この−′から
−′までの面は，傾斜角度制御値が０゜であるか
ら，ベアリング孔の入口面，即ち，加工テーブルに対し
て，垂直な面となる。

次に図示P3点に対応する点を目標位置とし，傾斜角度
制御値を４゜にして，−′までの切断を行い，次の
点までは傾斜角度制御値を０゜として切断を行う。以
下，再び傾斜角度制御値を２゜にして，ワイヤ電極によ
り切断を続ける。

この裏逃げ傾斜面６の切断加工が終了したならば，ワイ
ヤ電極を加工テーブルに対して垂直な姿勢とし，ベアリ
ング面５の切断加工を行う。これにより，第９図（Ｃ）
に示すような加工形状が得られることになる。

第９図（Ｃ）において，裏逃げ傾斜面６の傾斜角度が２
゜の部分と，傾斜角度が４゜の部分との接続部Ｃの面
は,0゜の傾斜をもつ。この形状でも押出しダイスとして
使用できないこともないが，使用時における応力集中な
どを緩和するためには，傾斜角度が２゜と４゜との間
を，その中間的な角度で接続することが望ましい。そこ
で，ベアリング孔の入口面に対して,2゜から４゜または
４゜から２゜まで，傾斜角度が徐々に変化するような
面，即ち，第９図（Ｃ）に点線で図示するような接続面
でもって，急激に角度が変化する部分の段差部分を切り
取る。

この段差部分の切り取り加工において，制御用テープ作
成の基準位置を第９図（Ｂ）と同じく，ベアリング孔の
入口面の位置とすると，テープ形状は複雑となる。そこ
で，本発明の場合，制御用テープ作成基準位置を，ベア
リング面５と裏逃げ傾斜面６との交差する線の位置とす
る。制御用テープ作成基準位置をこの位置とするのは，
今，裏逃げ傾斜面６の傾斜角度が変化する前後におい
て，ベアリング長さが変わらないものとしているので可
能である。そして，第９図（Ｃ）において，まずワイヤ
電極の制御情報として，点P1に対応する点から，点P2
に対応する点までの位置指定を行い，この範囲で２゜
から４゜まで変化する傾斜角度制御値の指定を行う。即
ち，ワイヤ電極が図示−′から−′まで移動す
る制御を行う。このような制御は，テープ形状が直線で
あるため容易に行うことができる。

同様に点P3から点P4までの範囲については，ワイヤ電極
が−′から−′まで移動して切断を行うよう制
御する。これにより，最終的に第９図（Ｄ）に示すよう
に加工形状が得られることになる。

上記説明では，ベアリング形状が直線である場合の例に
ついて説明したが，円やその他の曲線の場合にも，同様
に本発明を適用することができる。この場合，テープ形
状に関して，傾斜角度が変化する前後の点から，各々微
小接線を引き，その微小接線を角度変化部における法線
方向の線でつなぐ。そして，各微小接線とそれらを結ぶ
線との微小線分を切断形状に指定すれば，曲線部分を直
線で近似することが可能であり，第９図で説明した加工
と同様に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く，本発明によれば，押出しダイスの裏
逃げ部を加工する際に，裏逃げ部の傾斜角度が変化する
場合であっても，比較的簡単にワイヤカット放電加工装
置のワイヤ電極による切断加工を行うことができる。ま
た，精度の高い加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図および第３図は従来の押出しダイスを説
明するための説明図，第４図，第５図，および第６図は
本発明の前提となっている押出しダイスの製造方法を説
明するための説明図，第７図は本発明に用いられるワイ
ヤカット放電加工装置の例，第８図は本発明が解決しよ
うとする問題点を説明するための図，第９図は本発明の
一実施例である加工工程を説明するための図を示す。 図中,1は流し込み部,2はベアリング孔,3は裏逃げ部,5は
ベアリング面,6は裏逃げ傾斜面,12はワイヤ電極,Sはテ
ープ形状,Lはベアリング長さ,Tは傾斜角度を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】与えられた形状のベアリング孔を前面側に
   有すると共に，該前面から裏面に向って上記ベアリング
   孔に対応してベアリング面が形成されかつ該ベアリング
   面から上記裏面に向って裏逃げ部が形成されてなり，上
   記ベアリング孔内周線上の各位置におけるベアリング面
   が当該位置のベアリング孔の形状にもとづいて予め実質
   上定まるベアリング長さを有するよう形成されてなる押
   出しダイスであって，上記ベアリング面に接する面に対
   する上記裏逃げ部の傾斜角度が上記ベアリング孔の形状
   に対応して実質上定まる値をとるよう上記裏逃げ部の傾
   斜面が形成されてなる押出しダイスを，上記前面に垂直
   な方向に対して傾斜した方向に走行するワイヤ電極をも
   つワイヤカット放電加工装置にて製造する押出しダイス
   の製造方法において， 上記ベアリング長さが不連続的に変化せずに，上記裏逃
   げ部の傾斜角度が変化する部分について， 傾斜角度が変化する部分の接続部における傾斜角度が大
   なるほうの位置において，上記ワイヤ電極が上記前面に
   垂直な平面上で動作するよう切断制御し，これによっ
   て，この接続部の前後における傾斜角度を変化させる裏
   逃げ部加工工程と， 上記ワイヤ電極を上記前面に垂直な姿勢で動作させ，上
   記ベアリング面を形成するベアリング孔加工工程と， 上記ベアリング面と上記裏逃げ部の傾斜面との交差する
   線の位置における平面を，上記ワイヤ電極による切断制
   御における形状を指示する制御基準面とし，上記ワイヤ
   電極が上記交差する線を通り，かつ上記ワイヤ電極が上
   記傾斜角度が変化する両側の角度の範囲内における傾斜
   角度をもつ傾斜面を形成するよう制御情報を与えて，上
   記傾斜角度が変化する部分に生じる段差部分を切り取る
   接続部傾斜加工工程とを備えたことを特徴とする押出し
   ダイスの製造方法。