JPH10314832A - 押出加工用ダイス - Google Patents

押出加工用ダイス

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JPH10314832A
JPH10314832A JP12366797A JP12366797A JPH10314832A JP H10314832 A JPH10314832 A JP H10314832A JP 12366797 A JP12366797 A JP 12366797A JP 12366797 A JP12366797 A JP 12366797A JP H10314832 A JPH10314832 A JP H10314832A
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隆 入谷
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清七 但田
Takashi Kitaguchi
崇 北口
Akikazu Iida
晃万 飯田
Yoshibumi Tominami
義文 冨浪
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Abstract

(57)【要約】 【課題】表面性状を大幅に向上しつつ安定生産可能とす
る。 【解決手段】裏逃げ起立面19のベアリング面14に近
い部位の表面粗さを最大高さ(Ry)で10μm以下に
仕上げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム材料
をベアリング面を通して入口部から出口部へ押出し可能
な押出加工用ダイスに関する。
【0002】
【従来の技術】図8において、アルミニウムやアルミニ
ウム合金(以下“アルミニウム材料”と略称する。)の
押出加工用ダイス10は、入口部11から押込まれたア
ルミニウム材料をベアリング面14を通過させ出口部1
6へ押出可能に形成されている。なお、12はチャンバ
ー側起立面,17はリリーフ部で、18は裏逃げ部であ
る。
【0003】押出製品の表面性状は、一義的にはベアリ
ング面14の表面粗さに依存するので、可能な限りにお
いて高度〔例えば、最大高さ(Ry)で2〜3μm〕に
仕上げられている。しかし、表面性状(ダイスマークや
部分的なガリガリ等)は、多くの要因(アルミニウム材
料の組式,加熱温度,押出圧力,押出速度等)に左右さ
れるものであるとともに、結果判定は専らこれを採用す
る者の目視によっているのが実状である。
【0004】かくして、従来は、目視判定の結果が不良
とされた場合の対策や一層の高品質化を図るために、種
々の提案が成されている。例えば、ベアリング面(1
4)の熱膨脹を一定化しようとするもの(例えば、特開
平9−1230号公報),出口部のリリーフ部(17)
をなくしかつベアリング面出口部の断面アールを比較的
に大きくするもの(例えば、特開平9−24415号公
報)等である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれかおよ
びそれぞれを組合せた試行においても、さらに一層の高
品質化要請に応えられない場合が多い。
【0006】本発明の目的は、表面性状を大幅に向上し
つつ安定生産することのできる押出加工用ダイスを提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来、ベアリング面14
の精度(表面粗さ)が押出製品の表面性状を左右すると
考えられかつそのように実施されているが、裏逃げ部1
8の起立面はいわばベアリング面14の有効長を得かつ
押出方向に拡大するリリーフ部17とベアリング面14
との機械的,物理的連続性のために必然として設けられ
ているものであって、表面性状に影響あるものとは考え
られていなかった。換言すれば、影響の有無さえも検討
されていない。したがって、ダイス成形加工上において
も、リリーフ部17の加工の延長線上でそれなりの精度
(表面粗さ)で加工されていたのが実状である。
【0008】しかし、アルミニウム材料の押出製品(例
えば、アルミサッシ)についての良否判定は微妙なもの
である。一方において益々の高品質が求められている。
したがって、良品の表面性状(例えば、Ryで3〜5μ
m)に対し表面性状が例えばRyで6μmでも不良品と
判定される場合がある。そこで、他の条件を一定とし
て、裏逃げ起立面の表面粗さの相異が押出製品の表面性
状に及ぼす影響・程度を検討した。
【0009】すなわち、従来の裏逃げ起立面の表面粗さ
は、一般的に、20〜30μm程度である。一方におい
て、前述の通り、ベアリング面14の表面粗さに対して
は、非定量的でかつ実際には測定不能な熱変形による影
響までも考慮した改善が試みられている。だとすれば、
裏逃げ起立面の表面粗さの大小は、例えば押出された材
料側からの押圧力に対する抗力としてベアリング面14
の延長線(面)側へ振動する筈であるから、押出製品に
ついて求められる良品としての表面性状によっては、そ
の影響が無視できないものと推定される。
【0010】詳しくは、模式的に現わした図1,図2に
示す如く、加熱アルミニウム材料の押出力をFx,ベア
リング面14の押出製品の表面性状を決する表面凹凸部
14Aの押出力Fxに対する抗力をfxとし、かつ裏逃
げ起立面19の表面凹凸部19Aの加熱アルミニウム材
料からの押出力Fxの分力として考えられる押圧力Fy
に対する抗力をfyとするならば、表面凹凸部14Aの
微小表面粗さ(Ry=2〜3μm)に対して非常に粗大
な表面粗さ(Ry=20〜30μm)とされている裏逃
げ起立面19の表面凹凸部19Aは、図1に2点鎖線で
示す(下方側は図示省略した)ように不連続的に変位し
あるいは連続的に振動し押出製品の表面性状に影響を与
えていると仮説化した。
【0011】本発明は、この仮説の下に幾多の試験・研
究の上再現確認することにより案出した発明である。そ
の結果、ベアリング面のRyが2〜3μmの場合に、裏
逃げ起立面19をRyで20μm〜15μmまで改良し
てもダイスマークが発生していたが、同一条件のもとに
Ryで10μm以下とするとダイスマークが大幅に消減
された。
【0012】すなわち、請求項1の発明は、アルミニウ
ム材料をベアリング面を通して入口部から出口部へ押出
し可能な押出加工用ダイスにおいて、前記出口部の裏逃
げ起立面の少くとも前記ベアリング面に近い部位の表面
粗さが最大高さ(Ry)で10μm以下とされている押
出加工用ダイスである。
【0013】かかる発明では、裏逃げ起立面の表面粗さ
が最大高さ(Ry)で10μm以下とされているので、
加熱アルミニウム材料からの押圧力による変位・振動が
あったとしても押出製品の表面性状に影響を与えない。
つまり、押出製品の表面性状をベアリング面の高度な表
面粗さのみに依存させることができる。したがって、表
面性状を大幅に向上できかつ安定した生産を保障するこ
とができる。
【0014】また、請求項2の発明は、前記ベアリング
面に近い部位が前記裏逃げ起立面高さの当該ベアリング
面から1/3未満とされている押出加工用ダイスであ
る。
【0015】かかる発明では、裏逃げ起立面のうちベア
リング面に近い方の少なくとも1/3だけをRy10μ
m以下と加工すればよい。したがって、請求項1の発明
の場合と同様な作用効果を奏することができることに加
え、さらに例えば放電加工機による裏逃げ起立面の加工
が容易となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。押出加工用ダイスは、基本的構造が
従来例(図8)の場合と同様とされているが、図3に示
す如く裏逃げ起立面19のベアリング面14に近い部位
の表面粗さが最大高さ(Ry)で10μm以下に仕上げ
られている。
【0017】すなわち、図3において、ベアリング面1
4の表面性状は、放電加工機を用いて最も高い山頂から
最も深い谷底までの高さ方向の距離つまり最大高さ(R
y)で2〜3μmに仕上加工した。当該ベアリング面1
4の押出成形対象は、図4に示すアルミサッシWの最も
製品良否を厳しく判定される表面部位Stである。
【0018】ここに、裏逃げ部18の裏逃げ起立面19
の表面性状は、同一の放電加工機を用いかつRyで7〜
10μmを目標として仕上加工した。
【0019】この技術的根拠は、前述したように、裏逃
げ起立面19の表面性状をRyで20〜15μmとした
場合には依然として他の条件が変動するとダイスマーク
が発生するという事実確認と、運用の実際におけるコス
ト的事状および測定確認の難易性による。
【0020】つまり、裏逃げ起立面19は、図8に示す
如く、ダイス10の全体からすれば範囲が狭い裏逃げ部
18のその一部である。しかも、出口側16からも距離
的に遠く、さらに開口するベアリング面14に接近する
ことからその平面(面積)も非常に狭い。
【0021】換言すれば、かかる事状から、従来はベア
リング面14までは高度(Ry2〜3μm)に仕上加工
していたものの、その仕上加工の技術的かつコスト的条
件から、裏逃げ起立面19についての仕上加工は見離さ
れていたと言って過言でない。
【0022】この意味において、この実施形態の場合で
も、ダイス全体の大きさ,リリーフ部16の径,裏逃げ
起立面19の図3に示す高さH(例えば、1mm)およ
び放電加工機の放電ワイヤーとの大きさ(径)等の関係
から、ベアリング面14に近い部位hをその高さHの1
/3未満(h=1/3H)を目標として仕上加工した。
もとより、前述した仮説から、押出製品の表面性状に影
響を及ぼす部位は裏逃げ起立面19のうちベアリング面
14に近い部位であるということを根拠としている。
【0023】なお、ダイスを分割型として裏逃げ起立面
19の全体をRyで10μm以下を目標として仕上加工
すれば、加工容易化を図れると考え得られる。しかし、
これではコスト高となるばかりかその組立困難性等との
関係から、裏逃げ起立面19の微細な表面性状を改善す
ること自体が抹殺される虞れが強い。かくして、ベアリ
ング面14に近い部位を高度に仕上加工するという本発
明の意義が理解される。
【0024】ここに、仕上加工後の裏逃げ起立面19の
表面粗さを、三次元測定機〔BRT−504型…(K
K)ミツトヨ製〕で測定した結果を図5に示す。なお、
直径が0.4mmのプローブを用い測定ピッチを0.0
5mmピッチとする断面曲線測定法による。したがっ
て、ポイント1,2,3は同一箇所を測定するものと意
図したが物理的に同一点ではないと考える。しかし、表
面性状への影響に関しては問題ないと確信する。
【0025】その結果、最大と最小との差つまり上記R
yが、全回(1〜4回目)中での最大が12.2μm,
最小が3.7μmであり、各回の平均が9.7,6.
5,4.0,4.8μmで、これらの平均は6.25μ
mであった。
【0026】かくして、このダイス10を用いて押出成
形した図4に示すアルミサッシWの表面部位Stについ
ての表面性状を、表面粗さ測定機〔サーフテスト…(K
K)ミツトヨ製〕を用いて測定した、スタイラス(触針
先端半径)は5μmである。
【0027】測定結果は、図6(A),図7(A)に示
すものであった。図6はアナログ記録で、図7はそのデ
ータをデータ化した値である。なお、周知であるが、R
aは平均線から測定曲線までの偏差の絶対値の平均で、
Rzは高い方から5番目までの山頂の標高の平均と深い
方から5番目までの谷底の標高の平均との差つまり十点
平均値である。
【0028】これに対するものとして、裏逃げ起立面1
9の表面粗さがRyで20〜30μmとされた従来(図
8)ダイスを用い、かつ材質.温度,押出圧力,押出速
度等を同一として押出成形した図4に示す同一形状のア
ルミサッシWについての測定結果を、図6(B),図7
(B)に示す。
【0029】両測定結果を比較すれば、従来押出製品の
表面性状が図7(B)に示す平均でRa=2.02,R
y=15.30,Rz=10.80であるのに対し、本
発明による押出製品の表面性状は同(A)に示すRa=
0.46,Ry=4.30,Rz=3.50で、いずれ
も勝っている。
【0030】製品良否判別的には、不良品とされた従来
製品〔図6(B),図7(B)〕に対して目視的および
触覚的にも良品と判断できる。
【0031】ここにおいて、ベアリング面14の近い部
位の表面粗さをRaやRzでなく最大高さ(Ry)で1
0μm以下とするのは、最大高さが大きい程、図1,図
2で示す表面凹凸部19A内を形成する針状片本数が図
1に示す垂直(上下)方向でも図2に示す水平(左右)
方向でも確率的に多い筈であることおよびそのうちの孤
立しかつ押出加工中に振動を引起し易い固有振動数を持
つ針状片がある確率が高いこと、つまりそのような針状
片が1〜数本でも存在すれば押出製品の表面性状にダイ
スマークを発生する、という試験・研究を通した経験則
に基く。
【0032】なお、図3ではベアリング面14と裏逃げ
起立面19とは直角とされていたが、その境界は円弧面
等であっても、本発明は適用される。
【0033】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、出口部の裏逃
げ起立面の少くともベアリング面に近い部位の表面粗さ
が最大高さ(Ry)で10μm以下とされているので、
押出製品の表面性状を大幅に向上できかつ安定した生産
を保障することができる。
【0034】また、請求項2の発明によれば、ベアリン
グ面に近い部位が裏逃げ起立面高さの当該ベアリング面
から1/3未満とされているので、請求項1の発明の場
合と同様な効果を奏することができることに加え、さら
に例えば放電加工機による裏逃げ起立面の加工が容易と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の技術的根拠を説明するための拡大側面
図である。
【図2】本発明の技術的根拠を説明するための拡大平面
図である。
【図3】本発明の実施形態を示す拡大側面図である。
【図4】同じく、押出製品の一例を説明するための図で
ある。
【図5】同じく、裏逃げ起立面の表面粗さの測定結果を
説明するための図である。
【図6】本発明による押出製品の表面性状の測定結果
(1)を従来例との比較において説明するための図であ
る。
【図7】本発明による押出製品の表面性状の測定結果
(2)を従来例との比較において説明するための図であ
る。
【図8】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
10 押出加工用ダイス 11 入口部 14 ベアリング面 14A 表面凹凸部 16 出口部 17 リリーフ部 18 裏逃げ部 19 裏逃げ起立面 19A 表面凹凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 晃万 東京都品川区東品川2−2−20 日本軽金 属株式会社内 (72)発明者 冨浪 義文 岡山県高梁市落合町阿部2100番地 日軽形 材株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム材料をベアリング面を通し
    て入口部から出口部へ押出し可能な押出加工用ダイスに
    おいて、 前記出口部の裏逃げ起立面の少くとも前記ベアリング面
    に近い部位の表面粗さが最大高さ(Ry)で10μm以
    下とされている押出加工用ダイス。
  2. 【請求項2】 前記ベアリング面に近い部位が、前記裏
    逃げ起立面高さの当該ベアリング面から1/3未満とさ
    れている請求項1記載の押出加工用ダイス。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010137249A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Showa Denko Kk 押出用ダイスおよびその製造方法
CN104841712A (zh) * 2015-05-04 2015-08-19 浙江工业大学 一种高频颤振冷挤压模具

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