JPH07136709A - 管押し法におけるアプセットリターン制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一端部にダイ５が固定されたコンテナ２内に
ビレット６を装填し、コンテナ２の他端側から、ビレッ
ト６をダイ５へ向けて押すように主ラム３を挿入し（ア
プセット）、主ラム３を所定距離だけ後退させ（アプセ
ットリターン）、マンドレル４をビレット６に圧入させ
（ピアシング）、主ラム３を前進させて管製品を得るに
際し、主ラム６とビレット６との間に空気が封じ込めら
れることがないようにし、またビレット６の先端押出棒
部７に無駄が出ないようにする。 【構成】 アプセットリターン時の主ラム３の後退距離
ＬＬを、コンテナ２の内径ｄ１、マンドレル４の外径ｄ
２、先端押出棒部７の外径ｄ３等の寸法から算出し、得
られた値に実際の後退距離が一致した時点で主ラム３を
停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビレット（金属材料）
から管製品を押出成形する、いわゆる管押し法におい
て、ビレット内への空気巻き込みによる管製品の品質低
下を防止し、且つビレットの歩留を向上させることがで
きるように、主ラムのアプセットリターンを制御する方
法に関するものである。

【０００２】なお、本明細書において前後を言う場合
は、各部材相互間の位置関係が理解し易いように特定し
たもので、各部材の配置（例えば後述する主ラム３がコ
ンテナ２の後部配置であること等）を限定したものでは
ない。

【０００３】

【従来の技術】図４は管押し法に用いる周知の押出成形
機１を示す側断面図であって、この押出成形機１は、コ
ンテナ２を中心としてその後端側（同図左側）に主ラム
３が配され、前端側にダイ５が配され、主ラム３の中心
部に前後動可能なマンドレル４が備えられて成る。上記
ダイ５はダイステム１５を介してフレーム１６に固定さ
れており、上記主ラム３はメインシリンダ１０及びサイ
ドシリンダ１１により前後駆動され、上記マンドレル４
はマンドレルシリンダ１２により前後駆動され、上記コ
ンテナ２はコンテナシリンダ１３，１４により前後駆動
されるようになっている。１７は押出成形後にコンテナ
２内に残留する押粕を切断するための押粕シャーであ
る。

【０００４】図５は図４の主要部を拡大して示す押出成
形機１の動作説明図であって、（ａ）はコンテナ２内に
ビレット６を装填した後、主ラム３でビレット６を前方
へ押して当該ビレット６の前面をダイ５へ当接させたア
プセット状態を示しており、（ｂ）は主ラム３をマンド
レル４ごと一旦後退させたアプセットリターン状態を示
しており、（ｃ）はマンドレル４のみを前進させるビレ
ット６へのピアシング完了状態を示しており、（ｄ）は
主ラム３を前進させて管製品８を押出成形している状態
を示している。

【０００５】図５（ｂ）に示すアプセットリターンは、
図５（ｃ）に示すピアシング時にビレット６の中心部が
マンドレル４によって押し退けられるのに伴って、当該
ビレット６の後部がコンテナ２内を後方へ向けて膨出し
得るように、膨出許容空間９を準備させるために行うも
のである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記アプセット
リターンは、主ラム３の後退距離につき経験則等に基づ
いた適当な数値を主ラム駆動装置（図示略）に設定し
て、主ラム３を後退させるようにしていたため、場合に
よっては膨出許容空間９の内容積に過不足が生じること
があった。膨出許容空間９の内容積が過剰である場合に
は、ピアシング時においてビレット６の後面と主ラム３
の前面との間に空気が封じ込まれ、管製品８の品質に悪
影響が出る欠点があり、また膨出許容空間９の内容積が
不足した場合には、ピアシングによってダイ５内に形成
される先端押出棒部７が過大となり、ビレット６の歩留
を悪くする欠点がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、管製品の品質低下を防止し、且つビレットの
歩留を向上させることができるようにした管押し法にお
けるアプセットリターン制御方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明（請求項１）は、前後動可能なマンドレルを中心部に
具備した主ラムが後端側に配され前端側にダイが配され
たコンテナ内にビレットを装填した後、ビレット前面を
ダイに当接させるアプセットと、このビレットから所定
距離後方に主ラムを位置付けるアプセットリターンと、
マンドレルを前進させるビレットへのピアシングとを行
い、次に主ラムを前進させて管製品を押出成形する管押
し法において、上記ピアシング時にビレットがダイ内へ
膨出して形成される先端押出棒部の予想体積とマンドレ
ルの先端部に設けられるマンドレルチップの体積とから
ビレットの予想損失体積を算出すると共に、この予想損
失体積をビレットの断面積で除算することで長さ補正値
を得、前記アプセットリターン時におけるビレットと主
ラムとの相互間距離を、その後のピアシングによりビレ
ットがコンテナ内を後方へ向けて膨出する予想長さから
上記長さ補正値を減算して得られる距離に一致させるよ
うに制御することを特徴としている。

【０００９】また、本発明（請求項２）は、前後動可能
なマンドレルを中心部に具備した主ラムが後端側に配さ
れ前端側にダイが配されたコンテナ内にビレットを装填
した後、主ラムでビレットを前方へ押してビレット前面
をダイに当接させるアプセットと、マンドレルを前進さ
せるビレットへのピアシングとを行い、次に主ラムを前
進させて管製品を押出成形する管押し法において、上記
ピアシング時にビレットがダイ内へ膨出して形成される
先端押出棒部の予想体積とマンドレルの先端部に設けら
れるマンドレルチップの体積とからビレットの予想損失
体積を算出すると共に、この予想損失体積をビレットの
断面積で除算することで長さ補正値を得、上記アプセッ
ト後にピアシングを行うに際しては、ビレットがコンテ
ナ内を後方へ向けて膨出するのに同調させながら主ラム
を後退させ、ピアシングによりビレットがコンテナ内を
後方へ向けて膨出する予想長さから上記長さ補正値を減
算して得られる距離に対して、主ラムにおけるアプセッ
ト完了位置からの後退距離が一致した時点で、主ラムを
停止させるようにすることを特徴としている。

【００１０】

【作用】請求項１記載の本発明によれば、アプセットリ
ターン時の主ラムの後退距離を、予め算出した適正距離
に一致させるべく制御しようとするものである。この適
正距離を導き出すために、まず、ピアシング時にビレッ
トがダイ内へ膨出して形成される先端押出棒部の予想体
積を求め、次にマンドレルの先端部に設けられるマンド
レルチップの体積を求めて、これを上記予想体積から減
算することでビレットの予想損失体積を算出する。そし
て、この予想損失体積をビレットの断面積で除算するこ
とで長さ補正値を得る。更に、ピアシングによりビレッ
トがコンテナ内を後方へ向けて膨出する予想長さから上
記長さ補正値を減算することによって得られる値を、上
記した適正距離とするものである。

【００１１】請求項２記載の本発明は、基本原理として
は請求項１と同様であってアプセットリターン時の主ラ
ムの後退距離を、予め算出した適正距離に一致させよう
とするものであるが、このアプセットリターンは、ピア
シングと同時に行わせるところに特徴点を有している。
すなわち、アプセット完了時点では、主ラムの前面とビ
レットの後面とが当接した状態にあるが、その後のピア
シングによりビレットがコンテナ内を後方へ向けて膨出
するのと同調させるように主ラムの後退（即ち、アプセ
ットリターン）を行わせるようにしている。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は図５（ｃ）の拡大図であるが、この図１から
明らかなように本発明に係るアプセットリターン制御方
法では、主ラム３がアプセット完了位置（図５（ａ）に
示すように主ラム３によってビレット６を前方へ押し
て、ビレット６の前面をダイ５へ当接させたときの主ラ
ム３の前面位置）から後退すべき適正距離ＬＬを、コン
テナ２、マンドレル４及びダイ５等の各部寸法から算出
して得た値に基づいて制御しようとするものである。こ
の適正距離ＬＬは、ピアシング時においてビレット６が
コンテナ２内を後方へ向けて膨出するときの予想長さＬ
Ｂよりも小さくなっている。なぜなら、ビレット６はピ
アシングによって後方のみならず、前方（即ち、ダイ５
内）へも膨出して先端押出棒部７を形成するようになる
ためである。結局、このような先端押出棒部７等に費や
されるビレット６の体積（後述する予想損失体積）分を
長さ補正値Ｋとして、これを上記膨出予想長さＬＢから
減算したものが、上記適正距離ＬＬとなるものである。
上記膨出予想長さＬＢは式(1) から求めることができ
る。

【００１３】

【数１】

【００１４】ここにおいてｄ１はコンテナ２の内径、ｄ
２はマンドレル４の外径である。またＬはアプセット完
了時におけるダイ５の後面と主ラム３の前面との相互間
距離であって、この値は、主ラム３用の位置検出器（図
示略）等による検出値を用いるか又はビレット６の当初
の長さとして実測したものを用いる。この式(1) は、式
(2) から導き出したものである。

【００１５】

【数２】

【００１６】この式(2) における左辺は、マンドレル４
においてピアシング時にビレット６内へ圧入される部分
（膨出する前のビレット６に対するもので、マンドレル
４の先端部に設けられるマンドレルチップ４ａは、ダイ
５の後面位置まで延びた、マンドレル４の外径に等しい
円柱体であると仮定して計算してある）の体積を表して
いる。また式(2) の右辺は、ピアシングによってビレッ
ト６がその後方へ膨出することにより、マンドレル４回
りに形成されることが予想される円筒体の体積を表して
いることは明らかである。

【００１７】一方、前記した長さ補正値Ｋは式(3) によ
って求めることができる。

【００１８】

【数３】

【００１９】ここにおいてｄ３はダイ５内で形成される
先端押出棒部７の外径であり、Ｋ１は先端押出棒部７の
長さであり、ＶＭはマンドレルチップ４ａがピアッシン
グ時にダイ５内へ入り込む圧入部分の体積である。この
式(3) における右辺は、上記先端押出棒部７の予想体積
から、マンドレル４ａの上記圧入部分体積を減算して得
たビレット６の予想損失体積を示している。すなわち、
上記長さ補正値Ｋは、ビレット６の予想損失体積を、当
該ビレット６のピアッシング後における断面積で除算し
たものであり、これによって当初のビレット６に対して
予想損失体積が占める長さが得られることは明らかであ
る。

【００２０】このように、膨出予想長さＬＢから長さ補
正値Ｋを減算することで求められる適正距離ＬＬに基づ
いて主ラム３のアプセットリターンを行うため、ビレッ
ト６の後方に形成される膨出許容空間９（図５（ｂ）参
照）の内容積に過不足が生じることはなくなる。そのた
め、ピアシング時においてビレット６の後面と主ラム３
の前面との間に空気が封じ込まれたり、先端押出棒部７
がいたずらに過大となったりすることはない。

【００２１】図２は主ラム駆動装置のブロック構成図で
あって、この主ラム駆動装置は、信号処理部２０に対し
て入力部２１、アプセット検出器２２、位置検出器２３
及び駆動部２４が接続されて成る。アプセット検出器２
２は、アプセットの開始によって主ラム３がビレット６
を前方へ押し、ビレット６の前面がダイ５に当接した時
点で、主ラム３の前進を停止させるためのアプセット完
了信号を発信するようになっている。位置検出器２３
は、ダイ５の後面を起点とした主ラム３の前面位置を信
号処理部２０からの指令に基づいて随時検出可能になっ
ている。従って、アプセット検出器２２からアプセット
完了信号が発信された時点で、信号処理部２０が位置検
出器２３に検出信号を出力させるようにすれば、アプセ
ット完了時におけるダイ５の後面と主ラム３の前面との
相互間距離Ｌを得ることができる。上記入力部２１から
は、コンテナ２の内径ｄ１、マンドレル４の外径ｄ２、
先端押出棒部７の外径（又はダイ５の内径）ｄ３等を、
キーボード操作入力又はバーコード入力等によって入力
する。マンドレルチップ４ａの前記圧入部分体積ＶＭ
は、マンドレルチップ４ａの形式（形状等）に支配され
るものであるから、信号処理部２０等に設けられたデー
タテーブル等（図示略）に、予め、各種マンドレルチッ
プ４ａの品番に対応した数値を記憶させておき、使用す
るマンドレルチップ４ａの品番等を入力部２１へ入力す
ることによって所定の数値が選出され、自動的に信号処
理部２０へ出力されるようにしておくとよい。なお、先
端押出棒部７の長さＫ１については、経験則等に基づく
可及的に小さな値を入力部２１からの入力又はデータテ
ーブル等からの呼出によって設定する。このようにして
信号処理部２０では、膨出予想長さＬＢ及び長さ補正値
Ｋをそれぞれ算出することができ、従って、これらから
適正距離ＬＬを得ることができる。

【００２２】これら一連の動作状況を図３のフローチャ
ートに示す。なお、信号処理部２０は、適正距離ＬＬを
算出後に位置検出器２３の計数値Ｌｓをリセットさせ、
アプセットリターン開始後に主ラム３が後退するのに応
じて計数値Ｌｓを逐次適正距離ＬＬと比較し、これらが
一致した時点で駆動部２４に停止指令を出力して主ラム
３の後退を停止させるように示してあるが、このような
計数値Ｌｓのリセットは必ずしも必要ではなく、例えば
主ラム３の後退量をＬ値に加算してゆき、この加算値と
Ｌ値との差から適正距離ＬＬを判別するようにしてもよ
い。

【００２３】上記実施例では、アプセット完了後（図５
（ａ）参照）すぐにアプセットリターン（図５（ｂ）参
照）を行ってビレット６の後方に膨出許容空間９を形成
させる場合について説明したが、本発明は、このような
膨出許容空間９を形成させることが限定されるわけでは
ない。すなわちアプセット完了後、図５（ｃ）に示すよ
うなマンドレル４の前進（ピアシング）を開始させ、こ
れによってビレット６がコンテナ２内を後方へ向けて膨
出するようになるのに同調させながら、主ラム３を後退
させるようにすることも可能である。主ラム３がアプセ
ット完了位置から適正距離ＬＬだけ後退したときにこれ
を停止させるようにすることは上記実施例と同様であ
る。このようにすれば、そもそもビレット６の後面と主
ラム３の前面との間に空気が取り込まれることがないも
のであり、好適である。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、上述の構成を具備するもので
あって、主ラムがアプセット完了位置から後退すべき適
正距離を、コンテナ、マンドレル及びダイ等の各部寸法
から算出によって求めた値に基づいて制御するようにし
ているので、ピアシング時においてビレットの後面と主
ラムの前面との間に空気が封じ込まれたり、ダイ内で形
成される先端押出棒部がいたずらに過大となったりする
ことはない。そのため、管製品の品質低下が防止される
と共に、ビレットの歩留が向上する。なお、押出成形後
にコンテナ内に残留する押粕についても、その肉厚を意
図的に操作することができるため、これを薄く一定化さ
せることによってビレットの歩留を一層向上させること
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明する押出成形機の要部拡
大断面図（図５（ｃ）に対応）である。

【図２】主ラム駆動装置のブロック構成図である。

【図３】本発明の実施例を示すフローチャートである。

【図４】押出成形機の側断面図である。

【図５】押出成形機の主要部を拡大して示す動作説明図
である。

【符号の説明】

２ コンテナ ３ 主ラム ４ マンドレル ５ ダイ ６ ビレット ７ 先端押出棒部 ８ 管製品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後動可能なマンドレルを中心部に具備
   した主ラムが後端側に配され前端側にダイが配されたコ
   ンテナ内にビレットを装填した後、ビレット前面をダイ
   に当接させるアプセットと、このビレットから所定距離
   後方に主ラムを位置付けるアプセットリターンと、マン
   ドレルを前進させるビレットへのピアシングとを行い、
   次に主ラムを前進させて管製品を押出成形する管押し法
   において、 上記ピアシング時にビレットがダイ内へ膨出して形成さ
   れる先端押出棒部の予想体積とマンドレルの先端部に設
   けられるマンドレルチップの体積とからビレットの予想
   損失体積を算出すると共に、この予想損失体積をビレッ
   トの断面積で除算することで長さ補正値を得、 前記アプセットリターン時におけるビレットと主ラムと
   の相互間距離を、その後のピアシングによりビレットが
   コンテナ内を後方へ向けて膨出する予想長さから上記長
   さ補正値を減算して得られる距離に一致させるように制
   御することを特徴とする管押し法におけるアプセットリ
   ターン制御方法。
2. 【請求項２】 前後動可能なマンドレルを中心部に具備
   した主ラムが後端側に配され前端側にダイが配されたコ
   ンテナ内にビレットを装填した後、主ラムでビレットを
   前方へ押してビレット前面をダイに当接させるアプセッ
   トと、マンドレルを前進させるビレットへのピアシング
   とを行い、次に主ラムを前進させて管製品を押出成形す
   る管押し法において、 上記ピアシング時にビレットがダイ内へ膨出して形成さ
   れる先端押出棒部の予想体積とマンドレルの先端部に設
   けられるマンドレルチップの体積とからビレットの予想
   損失体積を算出すると共に、この予想損失体積をビレッ
   トの断面積で除算することで長さ補正値を得、 上記アプセット後にピアシングを行うに際しては、ビレ
   ットがコンテナ内を後方へ向けて膨出するのに同調させ
   ながら主ラムを後退させ、ピアシングによりビレットが
   コンテナ内を後方へ向けて膨出する予想長さから上記長
   さ補正値を減算して得られる距離に対して、主ラムにお
   けるアプセット完了位置からの後退距離が一致した時点
   で、主ラムを停止させるようにすることを特徴とする管
   押し法におけるアプセットリターン制御方法。