JPH09285813A - 管状アルミニウム加工品の製造方法 - Google Patents

管状アルミニウム加工品の製造方法

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JPH09285813A
JPH09285813A JP8105134A JP10513496A JPH09285813A JP H09285813 A JPH09285813 A JP H09285813A JP 8105134 A JP8105134 A JP 8105134A JP 10513496 A JP10513496 A JP 10513496A JP H09285813 A JPH09285813 A JP H09285813A
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JP
Japan
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ironing
die
tubular aluminum
ultrasonic vibration
lubricating oil
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JP8105134A
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English (en)
Inventor
Masashi Sakaguchi
雅司 坂口
Kenji Tomita
賢二 冨田
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Showa Aluminum Can Corp
Original Assignee
Showa Aluminum Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/006Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing using vibratory energy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管状アルミニウム素管のしごき加工および引
抜加工において、加工の高速化を図る。 【構成】 管状アルミニウム素材1 を、しごきダイス2
とパンチ3 を備えたしごき金型A を用いてしごき加工す
るに際し、20℃における粘度が200cst以下の潤
滑油を用いるとともに、前記しごきダイス2 またはパン
チ3 の一方または両方に、管状アルミニウム素材1 の軸
方向への振幅が0.1〜5μmの超音波振動を付与しな
がらしごき加工を行う。また、引抜加工の場合は、上記
潤滑剤を用いるとともに、引抜ダイス12またはマンドレ
ル13の一方または両方に上記超音波振動を付与しながら
引抜加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真複写
機、レーザビームプリンタ等において感光体を支持する
導電性支持体として用いられる感光体基盤用アルミニウ
ム管や、飲料用アルミニウム缶等のしごき加工あるいは
引抜加工により製作される管状アルミニウム加工品の製
造方法に関する。
【0002】なお、この明細書において、アルミニウム
の語はアルミニウム及びアルミニウム合金の両方を含む
意味で用いる。
【0003】
【従来の技術】上記のような感光体基盤用アルミニウム
管は、その性質上比較的鏡面に近い表面状態であること
が望まれる。このため、従来より、アルミニウム管を切
削により鏡面仕上げすることが行われているが、アルミ
ニウム管が長尺のままでは切削加工が困難なため、短尺
に切断する必要があり、コストアップの要因となってい
た。
【0004】そこで、最近では、アルミニウムを管体に
押出した後、この押出素管をしごき加工あるいは引き加
工して鏡面を得るいわゆるEI法あるいはED法と称さ
れる加工方法が採用されるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の加工方法、例え
ばED法によれば、押出素管を1回または2回以上の引
抜加工で2〜3倍の長さに延伸できるが、より効率を上
げるためには可及的高速にて引き抜く必要がある。しか
しながら、高速引抜を行うと、引抜管の鏡面性が低下し
たり、潤滑油の持込みによるオイルピットが増加しアル
ミニウム押出管とダイスとの間で焼付きが発生するた
め、引抜速度の高速化には限界があった。
【0006】また、EI法の場合もED法と同様に、表
面品質を低下させることなくしごき速度を高速化するに
は限界があった。
【0007】さらに、上述の感光体支持体ほどには高水
準の表面鏡面性を要求されない加工品、例えば飲料用の
アルミニウム缶等であっても、生産効率向上のために加
工速度の高速化が望まれている。
【0008】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、管状素材にしごき加工または引抜
加工を施す管状アルミニウム加工品の製造方法におい
て、しごき加工および引抜速度の高速化を図ることを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この第1の発明はアルミニウム素材に対してしごき
加工を施すものであって、図1に示すように、管状アル
ミニウム素材(1) を、しごきダイス(2) とパンチ(3) を
備えたしごき金型(A) を用いてしごき加工するに際し、
20℃における粘度が200cst以下の潤滑油を用い
るとともに、前記しごきダイス(2) またはパンチ(3) の
一方または両方に、管状アルミニウム素材(1) の軸方向
への振幅が0.1〜5μmの超音波振動を付与しながら
しごき加工を行うことを特徴とする管状アルミニウム加
工品の製造方法である。
【0010】また、第2の発明はアルミニウム素材に対
して引抜加工を施すものであって、図2に示すように、
管状アルミニウム素材(1) を、引抜ダイス(12)とマンド
レル(13)を備えた引抜金型(B) を用いて引抜加工するに
際し、20℃における粘度が200cst以下の潤滑油
を用いるとともに、前記引抜ダイス(12)またはマンドレ
ル(13)の一方または両方に、管状アルミニウム素材(1)
の軸方向への振幅が0.1〜5μmの超音波振動を付与
しながら引抜加工をを行うことを特徴とする管状アルミ
ニウム加工品の製造方法である。
【0011】上記のような管状アルミニウム素材(1) の
軸方向への超音波振動を付与しながらしごき加工または
引抜加工を行うことにより、金型(A)(B)と素材(1) の接
触界面の潤滑性が高まって加工荷重が減少するため、高
速化が可能となる。超音波振動の振幅は、0.1μm未
満ではこのような潤滑性を高める効果に乏しく、一方5
μmを超えると表面が粗くなる。好ましい振幅の下限値
は0.3μmであり、好ましい上限値は3μmである。
また、この目的のためには、超音波振動はしごきダイス
(2) とパンチ(3) の少なくとも一方、あるいは引抜ダイ
ス(12)とマンドレル(13)の少なくとも一方に付与すれば
足りるが、望ましくは両方に付与するのが良い。
【0012】なお、図1および図2において、(4) はチ
ャック装置、(5) は超音波振動装置であり、これらの図
ではしごきダイス(2) または引抜ダイス(12)に超音波振
動を付与するものとなされている。また、前記超音波振
動装置(5) は、この実施例では、セラミック振動子(51)
と、超音波振動系支持装置(52)と超音波振動変成用ホー
ン(53)を備えており、図示しない超音波発振器から装置
後端部に高周波電気パワーが供給され、これがセラミッ
ク振動子(51)より超音波振動パワーに変換され、超音波
振動変成用ホーンを介してダイス(2)(12) に超音波振動
が付与されるものとなされている。なお、超音波振動装
置は上記に限定されることはない。
【0013】また、これらの発明においては低粘度の潤
滑油を用いる。これは、潤滑油の粘度が高くなるほど金
型と素材の接触界面に油膜が形成されやすくなって金型
と素材の金属接触が減るため、素材の表面突起がつぶれ
にくくなり、加工品表面が粗くなるためであり。したが
って、これらの発明においては、潤滑剤として20℃に
おける粘度が200cst以下の低粘度のものを使用す
る。潤滑剤の好ましい上限値は100cstである。な
お、一般的に低粘度の潤滑油を用いると焼付き易くなる
が、上述の超音波振動の付与により潤滑性が向上するた
め、低粘度の潤滑油を使用しても焼付くことなくしごき
加工または引抜加工を円滑に行うことができる。
【0014】他のしごき加工または引抜加工の条件は特
に限定されないが、加工速度のさらなる高速化を図るた
めには、管状アルミニウム素材、またはしごきあるいは
引抜ダイスの少なくともいずれかを冷却するのが好まし
い。この理由は次のとおりである。即ち、加工速度を増
大すると、加工発熱が増加して管状アルミニウム素材及
びダイスの温度が上昇し、これが焼付きの原因となるこ
とから、冷却して管状アルミニウム素材等の温度上昇を
防ぎ、ひいては焼付きを防止して加工速度の可及的増大
を図ることができるためである。このために、アルミニ
ウム管または引抜ダイスの少なくともいずれか、好まし
くは両方を冷却するのが望ましい。而して、冷却温度が
10℃を越えると、焼付き防止効果に乏しくなるため、
冷却温度は10℃以下に設定するのが良く、冷却温度が
低い方が望ましい。
【0015】冷却の方法は特に限定されることはなく、
空冷、液冷その他任意の手段を採用すれば良い。また液
体窒素(−196℃)を滴下しあるいは吹き付けるもの
としても良い。また、冷却は引抜開始前に行っておいて
も良いが、望ましくは、管状アルミニウム素材またはし
ごきまたは引抜ダイスに対して、冷却媒体を吹き付けて
冷却しながら加工を実施するのが良い。
【0016】なお、この発明に用いる管状アルミニウム
素材(1) の組成は特に限定されることはなく、A300
3合金を始め各種のものを用いることができる。
【0017】
【作用】低粘度の潤滑剤を供給するとともに、しごきダ
イスまたはパンチの一方または両方に、管状アルミニウ
ム素材の軸方向への超音波振動を付与しながらしごき加
工を行うことにより、焼付くことなくしごき力が低下す
るため、高速しごきが可能となる。また、潤滑剤粘度が
低いために金型と素材と接触界面に形成される油膜は少
なく、素材表面の突起は十分につぶされて鏡面を得るこ
とができる。
【0018】また、引抜ダイスまたはマンドルの一方ま
たは両方に、管状アルミニウム素材の軸方向への超音波
振動を付与しながら引抜加工を行うことにより、焼付く
ことなく引抜力が低下するため、高速引抜が可能とな
る。また、潤滑剤粘度が低いために金型と素材と接触界
面に形成される油膜は少なく、素材表面の突起は十分に
つぶされて鏡面を得ることができる。
【0019】
【実施例】A3003合金からなる外径40mm、内径3
7mmのアルミニウム押出素管を複数本用意した。これ
らの素管について、しごき加工または引抜加工を施して
縮管した (しごき加工)図1に示すように、前記アルミニウム押
出素管の先端を口絞り加工してカップ状とした管状アル
ミニウム素材(1) を、超音波振動装置(5) によりしごき
ダイス(2) またはパンチ(3) の一方または両方に超音波
振動を付与しながら、あるいは付与することなく、粘度
の異なる3種類のパラフィン系鉱油からなる潤滑油を用
いてしごき加工を行った。縮管率は11.5%、パンチ
(3) の下降速度は15mm/秒の一定速度とし、加工時の
しごき荷重の大小、しごき管の表面粗さおよび焼付状態
について評価した。表1に加工条件および評価結果を示
す。
【0020】
【表1】
【0021】(引抜加工)図2に示すように、前記アル
ミニウム押出素管(1) を、引抜ダイス(12)またはマンド
レル(13)の一方または両方にに超音波振動を付与しなが
ら、あるいは付与することなく、粘度の異なる3種類の
パラフィン系鉱油からなる潤滑油を用いて引抜加工を行
った。1000mm/秒の一定の引抜速度で外径34mm、
内径32mmに縮管し、加工時の引抜荷重の大小、引抜管
の表面粗さおよび焼付状態について評価した。表2に加
工条件および評価結果を示す。
【0022】
【表2】
【0023】上記表1の結果からわかるように、しごき
ダイスまたはパンチの一方または両方に、アルミニウム
管の軸方向への超音波振動を付与しながらしごき加工を
行った本発明実施品は、低粘度の潤滑油を使用しても焼
付もなく、表面鏡面性にも優れ、振動を付与しなかった
比較品に較べて、小さい荷重でしごき加工できることが
わかる。このことは、しごき速度の高速化が可能である
ことを示している。
【0024】また、上記表2の結果からわかるように、
引抜加工においても、引抜ダイスまたはマンドレルの一
方または両方に超音波振動を付与しながら引抜加工すれ
ば、低粘度の潤滑油を使用しても焼付もなく、表面鏡面
性にも優れ、小さい荷重で引抜加工できることがわか
る。このことは、引抜速度の高速化が可能であることを
示している。
【0025】
【発明の効果】上述の次第で、この第1の発明は、管状
アルミニウム素材を、しごきダイスとパンチを備えたし
ごき金型を用いてしごき加工するに際し、20℃におけ
る粘度が200cst以下の潤滑油を用いるとともに、
前記しごきダイスまたはパンチの一方または両方に、管
状アルミニウム素材の軸方向への振幅が0.1〜5μm
の超音波振動を付与しながらしごき加工を行うことを特
徴とするものであるから、低粘度の潤滑剤を使用しても
焼付くことなく良好な潤滑性が得られ、しごき加工時の
しごき力を低下させることができ、しごき速度を増大す
ることができる。また、潤滑剤は低粘度であるから、金
型と素材の接触が十分になされて加工品は表面鏡面性に
も優れる。従って、表面品質の優れたしごき加工品の生
産性を向上できる。
【0026】また、第2の発明は、管状アルミニウム素
材を、引抜ダイスとマンドレルを備えた引抜金型を用い
て引抜加工するに際し、20℃における粘度が200c
st以下の潤滑油を用いるとともに、前記引抜ダイスま
たはマンドレルの一方または両方に、管状アルミニウム
素材の軸方向への振幅が0.1〜5μmの超音波振動を
付与しながら引抜加工を行うことを特徴とするものであ
るから、低粘度の潤滑剤を使用しても焼付くことなく良
好な潤滑性が得られ、引抜加工時の引抜力を低下させる
ことができ、引抜速度を増大することができる。また、
潤滑剤は低粘度であるから、金型と素材の接触が十分に
なされて加工品は表面鏡面性にも優れる。従って、表面
品質の優れた引抜加工品の生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施に用いるしごき加工装置の一例
を示す概略構成図である。
【図2】この発明の実施に用いる引抜加工装置の一例を
示す概略構成図である。
【符号の説明】
A…しごき金型 B…引抜金型 1…管状アルミニウム素材 2…しごきダイス 3…パンチ 12…引抜ダイス 13…マンドレル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管状アルミニウム素材(1) を、しごきダ
    イス(2) とパンチ(3) を備えたしごき金型(A) を用いて
    しごき加工するに際し、20℃における粘度が200c
    st以下の潤滑油を用いるとともに、前記しごきダイス
    (2) またはパンチ(3) の一方または両方に、管状アルミ
    ニウム素材(1) の軸方向への振幅が0.1〜5μmの超
    音波振動を付与しながらしごき加工を行うことを特徴と
    する管状アルミニウム加工品の製造方法。
  2. 【請求項2】 管状アルミニウム素材(1) を、引抜ダイ
    ス(12)とマンドレル(13)を備えた引抜金型(B) を用いて
    引抜加工するに際し、20℃における粘度が200cs
    t以下の潤滑油を用いるとともに、前記引抜ダイス(12)
    またはマンドレル(13)の一方または両方に、管状アルミ
    ニウム素材(1) の軸方向への振幅が0.1〜5μmの超
    音波振動を付与しながら引抜加工を行うことを特徴とす
    る管状アルミニウム加工品の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013006189A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Neturen Co Ltd 中空ラックバー製造装置及び中空ラックバー製造方法
KR101349823B1 (ko) * 2013-05-03 2014-01-10 한국기계연구원 초음파 진동을 이용한 성형 장치 및 초음파 진동을 이용한 딥 드로잉 장치
JP2020537293A (ja) * 2018-06-18 2020-12-17 エルジー・ケム・リミテッド ベンティング装置及びその製造方法

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