JPS58215216A - 押出成形用ダイスを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムの押出成形用ダイスのよう力押出
成形用ダイス及びこのダイスを製造する方法に関する。

入口と出口を軸方向に支持する実質的に厚さが一定のダ
イスにおいては、このダイスを通る金属材料の流動変形
抵抗はダイスの形状に応じダイスの部分によって異る。

例えば、対向する平行な１つの壁体の間における前記流
動変形抵抗は一般に、この壁体の間隔に反比例する。更
−に、押出圧は通常このダイスを横断する方向の部位に
よって異る。このようにダイスの部分によって流動によ
る変形と押出圧が異るために押出成形相料に変形速度の
相違、即ち内部圧力に歪が生ずる。従って、押し出され
る材料の流動変形速度を押出成形用ダイスの全ての範囲
で実質的に一定にするように押出成形用ダイスを設計す
ることができれば便利である。

押出成形用ダイスの任意の部位における成形材料の流動
変形の抵抗はそのダイスの軸方向の支持深度を浅くすれ
ば減少し、深くすれば増加することが知られている。し
たがって実務上、押出成形用ダイスを設言−１する場合
にはそのダイスの流動変形抵抗が大きくなる形状の部分
又は押出圧が低い部分の前記支持深度を浅くする。然し
乍ら、ダイス全体について前記のような所望の効果を発
揮するように、その支持深度を精密に決定するために利
用し得る方法は味だ知られていない。その為に代替法と
して試行錯誤とダイスの改良を基にして設計者の勘と経
験にたよる設計がなされて来た。

この方法は明らかに時間がかかるし、どのようにしても
近似的な結果しか得ることができない。

ダイスの形状と前記支持深度との関係をコンピュータで
計算イることか提唱されているが、この方法は所望の結
論を得ることか出来るにしてもプログラムが膨大なもの
となり、何れにせよ高価なコンピュータが必要である。

更に、このようにして所望の結果が得られたとしても、
ダイスをコンピュータオｌ算結果に基づいて製作するた
めにも同様の射しさが生ずる。

本発明は押出成形用ダイスにおいて、そのダイスの押出
孔の横断方向の各部分で実質的に均一な流動を行なわせ
祷るように前記支持深度を簡単に決定し得る方法を提供
すると共に、ダイスを簡単に所望の形状に仕上ける方法
の好ましい実施例を開示することを目的とするものであ
る。

本発明は流動可能の材料が強制的に押出成形用ダイスに
通され、このダイスの押出成形孔の部位によって流動抵
抗と押出圧が異なる場合には、その押出される材料の前
端面が変形されるという事実と、この変形の程度が、そ
のダイスの前記任意位置における前記流動抵抗と押出圧
に関係するという事実を利用するものである。言い換え
るならば、このダイスの流動抵抗が比較的低い部分又は
押出圧が高い部分では前記材料の前端面がこのダイスの
押出成形孔の中の流動抵抗の大きい部分又は押出圧の低
い部分に向けて移動する。

そこで本発明に基づいて押出成形用ダイスを成形する方
法はダイス本体に押出成形孔を設けることと、この押出
成形孔の少くとも一部に流動可能の桐料を強制的に入れ
てこの材料の前面を押出方向に変形させることと、その
後に前記押出成形孔の軸方向の支持深度を前記流動可能
の材料の変形した前面の外周に沿わせるという方法で、
前記ダイス本体の形状を修正することより成る。

従って、前記変形の少い部分は押出に対する抵抗が大き
く又は押出圧が低い部分であることを示し、この変形の
少い部分については前記ダイス本体の形成の修正は軸方
向の支持深度に対応するように少くする。前記流動可能
の変形が著しい部分は流動抵抗が少く、又は押出圧が高
い部分であることを示し、ダイス本体の形成を修正する
時に前記軸方向の支持深度を深くして流動抵抗を減少さ
せないか減少させる程度を少くする。この方法によって
ダイスの押出成形孔全体の流れを実質的に均一にするこ
とができる。

前記押出成形孔の軸方向の支持深度の外周の任意の点を
、固定基準面を基準として表わした前記材料の移動量と
一致させるのが好ましい。例えば、この基準面として前
記押出成形孔の入口を横断し、その押出方向に直角な面
を選定するこ−とができる。

前記流動可能な材料を前記押出成形孔の一部分にたけ強
制的に入れて、この押出成形孔の入口と入口及び出口の
中間にある線とのこの押出成形孔の周囲面の一部に接触
させる。この場合、前記ダイス本体の形状修正とはこの
押出成形孔の前記中間線と出口の間の部分の周囲面、即
ち前記流動可能の材料が接触しない部分の周囲面の肉を
除去することであり、この形状修正によって前記軸方向
の支持深度に該当する部分の中の前記押出材料が接触す
る部分が押出成形孔の周回面各部の有効支持深度となる
。

前記ダイスの肉は化学的な方法又は電蝕法で除去するこ
とができる。この方法は、前記流動可能の材料が朱だ押
出成形孔の中にある時に実施することが出来、この材料
は前記押出成形孔の肉を取り除く方法が化学的エツチン
グ法である場合にはその桐料で枝根されているダイスの
表面の部分をエツチング剤に接触させないように保護し
、電気的エツチング法である場合には、前記ダイスの表
面の部分に電気的エツチングの作用が及ばないように保
護する作用をする。

以下、図によって本発明の実施例を詳細に説明する・ 第１図において、ダイス本体ＩＯは押出成形孔／ｌを崩
し、この孔／／は円筒形の中央孔７．２を有し、この中
央孔／ユの側部から孔／３が腕状に伸び、この腕状の孔
／３は側壁が平行で狭くなっている。第１図に示す押出
成形孔は説明の都合上極めて単純な形状にしであるが・
本発明の原理は押出成形部分の孔が如何なる形状で如何
に複雑カダイスに対しても応用できるものである。

前記押出成形孔ど／の寸法は前押出成形工程中にダイス
にしわや曲りが生じても差し支えないように通常の方法
でＢｌ算されている。この孔は通常・放電加工によって
ダイス本体に穴をあけ、清浄化し、研磨するという方法
で作られる。

第２図に最も良く示すように、前記ダイス本体ＩＯは厚
さが一定であるから、その押出成形孔の厚さも最初は一
定である。

前記ダイスを使用する場合は、その引抜孔の円筒形の中
心孔／２における塑性変形抵抗は腕状側孔／３の近接し
てトリ合う側壁の間における流動変形抵抗より小さい。

この腕状側孔１３の外側端部における流動変形抵抗は、
各腕状側孔の端部壁体との玲擦抵抗のために一様に大き
くなる。同様に押出圧はこのダイスの中心から離れる程
減少する。従って、このダイスを通って第２図に示す形
状に押し出される旧制は不均一に流動変形して好ましく
ない内部歪を生む。第３図乃至第５図は実質的に均一な
流動が得られるように前記押出成形孔の支持深度を調整
する方法を示すものである。

第３図において、適当なコンパウンド／ｑを押出圧の作
用と同じ作用をするピストン装置（図示省略）に工って
押出成形孔ｌ／の中に部分的に押し込まれる。このピス
トンは、前記コンパウンド／４’が前記押出成形孔の開
口部即ち出口／Ｓに接近するのが認められた時にこのピ
ストンを停止させる。次ぎにこのコンパウンドが押出成
形孔に予め定められた程度挿入される時期を検出指示す
るためにプローブをあてることができる。このプローブ
は例えは宵３気的に振動する装置で、このプローブが前
記コンバランｒに接触した時にこのプローブの振動周波
数が変化するのを検知するようにしであるものを使用す
ることができる。

第３図から判るとおり、前記押出成形孔の中の異なる部
分では押出圧が異なり、流動変形抵抗が異なるために、
前記コンバランｒｔｔｉの前面が軸方向に変形し、この
コンパウンドの一部は円筒形の中心孔／２の中を通り、
このコンノくランドの一部は前記腕状側孔／３を通る。

これに続いて、前記ピストンが停止された時にこのコン
バランｈ％　／ｒｉの前面は、この押出成形孔の前記入
口／７と出口／ｊｔの中間に形成される線／６に沼って
この押出孔ｌユの内面に接触する。

前記コンパウンド／弘の前面の任意の位置の軸方向の変
形は前記中間の線／Ａから前記入口／７を含む基準面ま
での距離によって表わされるが、このコンバラン１／り
の前面の任意の位置における軸方向の変形は押出成形孔
の前記位置における要求された軸方向支持深度を特定す
る。従って、前記中間の線／６は押出成形孔の有効な出
口の要求された位置と見ることができる。

従って、この押出成形孔の内面の前記中間の線／乙と出
口／Ｓの間にある部分を削ることによってこの押出成形
孔のこの部分を広げ、このようにして前記中間の線／Ａ
と出口／７との間の有効支承肉厚を限定するようにこの
ダイスの形を簡単に作り直すことができる。

前記ダイスの肉を取るには適当な任意の方法を採用する
ことができる。例えば、前記中間の線／６をこのダイス
の内面に刻み、前記コンパランＰを除去し、残りの部分
を機械加工で切削除去すればよい。然し、このような方
法の代りに酸でエツチングする方法か電気的にエツチン
グする方法を用いる方が好ましい。

前記コンパランｒｔｑには任意の適当な可塑性材料を使
用することができるが、酸でエツチングする場合には耐
酸性相料を使用するのが好ましい。

例えば、プリント基板の製造に従来用いられて来た粘稠
な耐酸性印刷インキを使用することができる。この場合
、コンパウンド／ｌｌがダイスの中に未だ残っている時
は、ダイスの外側を最初耐酸性材料でコーティングする
か被覆した上で酸浴（当の中に浸すだけでよい。

前記ダイスを、ぞの押出成形孔の内面上の前記コンパウ
ンド／４’と出口／Ｓの間の範囲の取り除くべき時の肉
を除去するために必要な時間、酸浴槽の中に浸す。典形
的にはこの除去すべき肉の深さは０．３１７乃至／Ｓ乃
至ｏ、ｔｏｌ　ｍ　（１ｖｔｏｏｏ乃至、ｘｏｙｆｏｏ
。

インチ）である。このエツチングを終了させた後にこの
ダイス本体を酸浴槽から取り出してコンバランｐｉｌｌ
を取り除く。

前記電気的にエツチングする方法で前記余分な肉を取り
除く場合は、コンパウンド／グは絶縁性ワックスのよう
な非電導性材料を使用しなければならない。ダイスの外
側も非電導性の層、例えばプラスチックの薄い膜から成
る層でコーティング又は被覆しなければならない。その
後に、このダイスを適当な電解液に浸漬し、その電解液
に浸漬しである陰極から離して陽極とし、これに電圧を
がける。この電圧をかける時間は、ダイスから所望量の
肉を取り除き前記陰極に析出させるに充分な時間である
。このエツチングが終了した後、このダイス本体を電解
液から取り出して前記コンパウンド／ｌを取り除く。

上記倒れの方法でエツチングをするにせよ、前記押出成
形孔の表面の一部がエツチングで取り除かれるために、
第５図に示すようＫ、このダイスの有効支持部はコンパ
ウンド／４’によって保護された部分のみとなり、この
有効支持部は支持深度によって変化する。この支持深度
は前記処理を施さないダイス本体を通る流動速度によっ
て自動的に調整されるので押出成形孔全体に亘って実質
的に均一に流動するようになり、従ってこのダイスによ
って生ずる内部応力は実質的に減少する。

上述の方法は前記支持深度と押出材料の変形との関係を
極めて直接的に示ずものであるが、これ以外にも、前記
直接性は少いが本発明の技術的範囲に属する方法で好ま
しいものがある。例えば第３図に示す位置で変形した材
料の寸法を測定し、この寸法を、この寸法に基づいて前
記支持深度を変えてダイスを前記以外の任意の形状に作
り直すだめの基礎資料とすることもできる。

上述の方法では、支持深度を、固定基準面に対する押出
材料の前面の移動量に厳密に等しいものとして求めたが
、ダイスの形状によってはこの支持深度と変形した材料
の寸法を直接等しいとするよりも伺等かの数学的手法で
求めた別の諸元で流動を表わす方が好ましい場合もあり
得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は押出ダイスを表わす線図、第２図は第１図のダ
イスの立面断面線図、第３図乃至第５図は本発明に基づ
く方法の各段階を説明する図面である・ ／／・・・押出孔、／、２・・押出孔の中央部、／３・
・腕状孔、／４’・・・コンパウンド、／Ｓ・・・出口
、／６・・線、／７・・・入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、流動可能の材料（／りを押出成形用ダイス（１０）
   の押出成形孔（／／）の少くとも一部分にこの材料の前
   面が押出方向に変形するように強制的に入れて、この押
   出成形孔（／／）の周囲の任意の位置の軸方向の支持深
   度を前記任意の位置における前記流動可能の材料の変形
   した前面に対応させるような方法でこの押出成形用ダイ
   ス（／のの形状を修正加工する段階を有することを特徴
   とする押出成形用ダイスを製造する方法。 コ、前記押出成形孔Ｑ・／）の周囲の任意の点における
   前記支持深度が前記材料Ｑりの前面の固定基準面に対す
   る変形量に等しくなるように前記ダイス本体Ｑのの形状
   を修正加工することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の押出成形用ダイスを製造する方法。 ３、前記固定基準面は前記押出成形孔（／／）の入口（
   ｌりを横断して前記押出方向に直角に伸びる面であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の押出成形
   用ダイスを製造する方法。 グ、前記流動可能の材料（／りは前記押出成形孔（／／
   ）の周囲面の前記入口Ｑり及び出口（／左）の中間にあ
   る線（／６）との間の部分に接触するように前記押出成
   形孔（／／）の中に部分的に強制挿入され、前記ダイス
   本体の形状を修正する方法は前記押出成形孔の周回面各
   部の有効支持深度が前記流動可能の材料の接触する部分
   の軸方向の深さになるように前記押出成形孔の周囲面の
   中の前記中間線（／６）と前記出口（７つの間の部分（
   ７ｇ）・の肉を除去することを含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第３項に記載の押出成形用ダイ
   スを製造する方法。 ｊ、前記ダイスの肉を化学的エツチング法によって除去
   することを特徴とする特許請求の範囲第ｖ項に記載の押
   出成形用ダイスを製造する方法。 ６．前記化学的エツチング法を前記流動可能な材料（／
   りが未だ前記押出成形孔（／／）の中にあるうちに施し
   、前記材料が耐薬品性を有すると共にこの材料が接触す
   る前記ダイスの表面に前記エツチング剤の作用が及ばな
   いようにこのダイス表面を保護することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の押出成形用ダイスを製造す
   る方法。 ７、前記ダイスの肉を電気的エツチング法で除去するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第μ項に記載の押出成形
   用ダイスを製造する方法。 ｇ、前記電気的エツチング法を前記流動可能な材料が未
   だ前記押出成形孔の中にあるように施し、前記材料が非
   電導性を有すると共にこの材料が接触する前記ダイスの
   表面に前記電気的エツチング処理の作用が及ばないよう
   にこのダイスの表面を保護することを特徴とする特許請
   求の範囲第７項に記載の押出成形用ダイスを製造する方
   法。 り押出成形用ダイス（１０）の押出成形孔（／／）の少
   くとも一部分に流動可能の拐料Ｃ１／）　’ｃこの拐料
   の前面が押出方向に変形するように強制的に入れ、この
   押出成形孔（／／）の周囲面の任意の位置における軸方
   向の支持深度をこの任意の位置における前記流動可能な
   材料の変形した前面に対応させるような方法でこの押出
   成形用ダイス（１０）の形状を修正加工する段階を有す
   る押出成形用ダイスの製造方法によって作られることを
   特徴とする押出成形用ダイス。 １０、前記押出成形孔（／／）の周囲面の任意の位置に
   おける前記支持深度が前記材料（／りの前面の固定基準
   面に対する変形量に等しくなるように前記ダイス本体（
   ｌＯ）の形状を修正加工することを含む押出成形用ダイ
   スの製造方法によって作られることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項に記載の押出成形用ダイス。 ／／、前記固定基準面を前記押出成形孔（ｉｉ）の入口
   Ｑり）を横断して前記押出方向に直角に伸びる面とする
   押出成形用ダイスの製造方法によって作られることを特
   徴とする特許請求の範囲第１Ｏ項に記載の押出成形用ダ
   イス。 ／、２．前記流動可能の材料（ｌダ）を前記押出成形孔
   （／／）の周囲面の０１」記入口（１７）と前記入口Ｑ
   の及び出口（／メの中間にある線（１６）との間にある
   部分に接触するように前記押出成形孔（／／）の中の部
   分に強制的に挿入し、前記ダイス本の形状を修正加工す
   る方法に前記押出成形孔の周回面各部の有効支持深度を
   前記流動可能の材料の接触する部分の軸方向の深さとな
   るように前記押出成形孔の周囲面の中の前記中間線（／
   乙）と前記出口（／Ｓ）の間の部分（Ｉｇ）の肉を除去
   することを含めた押出成形用ダイスの製造方法によって
   作られることを特徴とする特許請求の範囲第り項乃至第
   １／項に記載の押出成形用ダイス。 ／３前記ダイスの肉を化学的エツチング法によって除去
   する押出成形用ダイス製造方法によって作られることを
   特徴とする特許請求の範囲第７２項に記載の押出成形用
   ダイス。 ／４’、前記化学的エツチング法を前記流動可能ガ材料
   （／りが未だ前記押出成形孔（／／）の中にあるうちに
   施し、前記材料が耐薬品性を有すると共にこの材料が接
   触する前記ダイスの表面に前記エツチング剤の作用が及
   ばないようにこのダイスの表面を保進する押出成形用ダ
   イスの製造方法によって作られることを特徴とする特許
   請求の範囲第７３項に記載の押出成形用ダイス。 ／３．前記ダイスの肉を電気的エツチング法で除去する
   押出成形用ダイス製造方法によって作られることを特徴
   とする特許請求の範囲第１コ項に記載の押出成形用ダイ
   ス。 肱前記電気的エツチング法を前記流動可能な材料が未だ
   前記押出成形孔の中にあるうちに施し、前記材料が非電
   導性を有すると共にこの材料が接触する前記ダイスの表
   面に前記電気的エツチング処理の作用が及ばないように
   このダイスの表面を保護する押出成形用ダイスの製造方
   法によって作られることを特徴とする特許請求の範囲第
   １Ｓ項に記載の押出成形用ダイス。