JPS6137008B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は押出し加工用フラツトダイスの製造方
法、特に、特別な知識、経験が無くても比較的簡
単な実験データを基礎として簡単に設計、製造で
きるフラツトダイスの製造方法、若しくは設計方
法に関する。

金属材の無潤滑前方押出し加工を始めとする各
種押出し加工に際しては、通常、製作が比較的容
易なフラツトダイスが用いられている。

然しながら、部分的に厚みの異なつた異形断面
部材を押し出し加工するフラツトダイスを設計し
ようとする場合には、製品の断面形状を決定する
ダイスの咽喉部において全断面にわたり均斉な流
出速度を得るため必要な細部諸元の決定が極めて
困難であつた。

以下図面により、公知のフラツトダイスの構造
とその問題点、並びに発明ダイスの構造及びその
設計、製造方法につき詳細に説明する。

第１図はフラツトダイスにより押し出し加工さ
れる異形断面部材の断面の一例を示す断面図、第
２図は第１図に示した異形断面部材を押し出し加
工する際使用するフラツトダイスの第１図中
AOB断面に相当する断面図、第３図は本発明に
かゝるフラツトダイスの一実施例における同様な
断面図、第４図は本発明方法を実施する際使用す
るＶ〜θ線図である。図中１には幅W₁の主体部
１ａと幅W₂なる二条の突出部１ｂ，１ｂとから
成るπ字状断面図の部材を示してある。

而して、このような部材１を押出し加工する場
合には当然、第１図に示した部材１の輪郭と同一
断面形状の咽喉部を有するダイスを用いるもので
あるが、このような従来公知のダイスにおける
AOB断面形状は、第２図に示す如くになつてい
た。

即ち、第２図中、２はこのような従来公知のフ
ラツトダイスであり、２ａはそのビレツト押込側
端面、２ｂは製品流出側端面、２ｃ，２ｄ及び２
ｅは、それぞれ部材１の主体部１ａを形成するた
めのダイス孔の咽喉部、導入部及び後流拡幅部、
２ｆ，２ｇ及び２ｈは、同じく突出部１ｂを形成
するダイス孔の咽喉部、導入部及び後流拡幅部で
ある。

而して、このダイス２においては、その咽喉部
２ｃ，２ｆは両対向面に平行な、ランド部となつ
ており、かつこれらランド部の長さL₁，L₂は咽
喉部間隙W₁，W₂が大きい程長く形成されてい
る。

このように形成する理由は、若しランドを設け
なかつたり、また、設けたとしてもダイス孔の全
面にわたり同一長さとしたりすると、ビレツト流
出抵抗が咽喉部間隙Ｗが大きい程少なくなるた
め、ビレツトの流出速度が不均一となり、真直な
押出し部材が得られなくなるからである。

そのため、ダイス孔咽喉部間隙Ｗが大である部
分ではランドの長さを長くし、その摩擦抵抗を利
用してビレツトの流出抵抗をバランスさせ、各部
分部分の流出速度を均斉化し、押出された部材の
湾曲を防止するものである。

然しながら、従来のこの方法は、ダイス面と成
形の終了したビレツトとの摩擦抵抗によるもので
あるため、本質的に不安定なものであつて、ダイ
スの設計、製造には高度の経験と技術が要求され
るという問題がある。

即ち、この間隙Ｗとランド長さＬとの関係につ
いては大まかな基準はあるが、実際にはこの摩擦
抵抗がランド部の平行度、端面との直角度、面粗
度、及び温度分布、大幅な塑性加工を受けた直後
のビレツトの温度、表面状態、剛性及び弾性、並
びに押出し圧力、押出し速度、等々に依存して大
幅に変化するので、実際には多数回試験加工を行
いつゝ修正を重ねて正しい形状の製品部材が得ら
れるようにする必要がある。

また、実際には、第１図中に示す遷移部１ｃ，
端部１ｄ，１ｅにおけるランド部長さも設計上相
当な難問である。

本発明は叙上の観点に立つてなされたものであ
つて、その目的とするところは、あらかじめ与え
られた条件下で多少の予備実験を行いデータを収
集しておけば、そのデータに基いて簡単、かつ確
実に設計、製造できる押出し加工用フラツトダイ
スの製造方法を提供することにある。

而して、本発明の要旨とするところは、製品部
材の断面形状を定めるためのダイス孔の咽喉部
を、ダイスのビレツト押込側端面にではなく、流
出側端面に適度の丸みを有するランド部のない曲
面として設け、かつ、咽喉部より上流のダイス孔
内面を上記咽喉部曲面と滑らかに接続し、かつビ
レツト押込側に向かつて開く一対の斜面により構
成すると共に、上記一対の斜面の開き角θを咽喉
部間隙Ｗに対応して適切に選定することにより咽
喉部における流出速度を均斉ならしめることにあ
る。

第３図中、３は本発明ダイスであり、３ａはビ
レツト押込側端面、３ｂは製品流出側端面、３
ｃ，３ｄ及び３ｅは部材１の幅広い主体部１ａを
形成するダイス孔の咽喉部、斜面部及び導入部で
あり、３ｆ，３ｇ及び３ｈは同じく幅狭い突出部
１ｂを形成する部分の咽喉部、斜面部及び導入部
である。

而して、咽喉部３ｃ，３ｆの間隙W₁，W₂の間
に W₁＞W₂ なる関係が成立するとき、側面部３ｄ，３ｇの開
き角θ_１，θ_２を、 θ_１＜θ_２ ならしめ、これにより流出速度を同一ならしめる
ものである。

而して、Ｗとθの関係は、必ずしも一義的に定
められるものではない。以下これを定める手順を
説明する。

本発明方法を実施するためには、先ず、所望の
条件下で各種の厚みの板材を押出しテストし、第
４図に示す如き流出速度Ｖと開き角θとの関係を
示すＶ〜θ線図を求めておくものである。

こゝで、所望の条件とは、主としてビレツトの
材質、押出し温度、プレス圧力、及びダイスの厚
み等であり、これらの条件を一定に保ちつゝ、咽
喉部間隙Ｗ及び斜面部開き角θを変えて対応する
流出速度Ｖを求め、第４図に示す如きＶ〜θ線図
を作成しておく。

而して、例えば前述の如く、咽喉部間隙がW₁
及びW₂であるようなダイスを設計する場合、例
えばＶ〜θ線図中、Ｗ＝W₁及びＷ＝W₂なる曲線
と、Ｖ＝V₁直線との交点のθ座標、即ちθ_１及
びθ_２を読み取れば、直ちに設計上必要な開き角
が知られる。

また、この図から、V₁は図中に斜線を施して
示した比較的広い範囲から自由に選定し得ること
が知られよう。而して、比較的高い流出速度を選
べば作業能率は高められるが、ダイスの寿命が犠
性となり、逆の場合にはダイスの寿命が延長され
るので、ダイスの型状やコスト、製造ロツト数等
に応じて、V₁を適切に取捨選択し得ることも
亦、本発明の利点の一つである。

また、ダイスの咽喉部間隙がW₃，W₄及びW₅の
三値であるような場合でも、図中に示す如くＶ＝
V₂を選定することにより容易にθ＝θ_３、θ_４
及びθ_５が得られる。

これらのデータから、直ちに第３図の如き断面
形状が決定される。但し、こゝで、咽喉部３ｃ，
３ｆの丸みＲは大きくても５ミリメートル以下、
通常は２ないし３ミリメートル又はそれ以下、繊
細な断面形状の部材を押し出すダイスの場合では
１ないし0.5ミリメートル又はそれ以下とするも
のであり、導入部３ｅ，３ｈの丸みｒは、公知の
ダイス２の導入部２ｄ，２ｇと同程度とすれば足
りる。

而して、本発明にかゝるダイスは、そのビレツ
ト押出し抵抗が、主としてダイス孔内における塑
性変形抵抗のみから成り、ダイス面との間の摩擦
抵抗というような不安定な要素を含まず、極めて
安定しているため、確実に設計意図が実現でき、
試験加工による型修正作業を大幅に節約し得るも
のである。

また、第１図及び第３図から明らかなように、
遷移部分１ｃ，１ｃも、なめらかで単純な曲面で
構成でき、端部１ｄ，１ｅに対応する斜面部も、
上記θ_１，θ_２を頂角とする円錐面とすれば足り
るから、設計は極めて容易である。

また、叙上の如き形状のフラツトダイスは、例
えば特願昭52−46761号（特開昭53−132895号公
報参照）記載の如きテーパ加工が可能な、またそ
のテーパ度が予めプログラムしておくことによ
り、加工経路の途中に於て順次変更して加工が可
能な数値制御ワイヤカツト放電加工により、極め
て容易に製造し得るから、本発明によるときはダ
イスのコストを大幅に軽減し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はフラツトダイスにより押出し加工され
る異形断面部材の断面の一例を示す断面図、第２
図及び第３図は、第１図に示した異形断面部材を
押し出し加工する際使用する公知のフラツトダイ
ス及び本発明にかゝるフラツトダイスの一実施例
における第１図中のAOB断面に相当する断面
図、第４図は本発明方法を実施する際使用するＶ
〜θ線図である。 １……異形断面部材、２……公知のフラツトダ
イス、３……本発明にかゝるフラツトダイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 製品断面形状を決定する咽喉部をダイスの製
   品流出側端面に近接して設けると共に、上記咽喉
   部にランド部を設けることなく、その代わりとし
   て上記咽喉部からビレツト押込側端面に向かうダ
   イス面の開き角を上記咽喉部の押出間隔の単調減
   少函数として押出間隙に応じて場所毎に変え、以
   つて咽喉部における材料流出速度を全面的に均斉
   化することを特徴とする。押出し加工用フラツト
   ダイスの製造方法。