JPS6057923B2 - 金属の押出し加工方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属の溶融押出し加工方法及び装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の金属の押出し加工装置には、その機械装置の構成
上では縦型と横型、又は押出し方法としては直接押出し
と間接押出しのそれぞれ２種類に分けられるが、これら
のものにはすべて下記のような欠点がある。

１）いずれの方法、形式の押出し成形機においても、ダ
イスより押出される製品を１回のステム動作で長尺な製
品を押出して、製品の歩溜りと、生産性の向上を図るた
めには直径の大きい、長さの長い素材のかたまり、即ち
ビレツトを使用する必要があるが、大径のビレツトを使
用すると、製品の断面積とビレツトの断面積との比、即
ち押出し比が大きくなり、極めて大きな押出し圧力が必
要となつて装置全体が大型化すると共に、コンテナの受
ける応力も高くなり、これに耐える材質を得ることはは
なはだ困難で、ビレツトの大きさに限界が生じる。

（２）ビレツトの長さを長くすると、コンテナ内面での
摩擦力が大きくなり、押出し力の大半がこれに使用され
、製品を押出すための有効押出し力が減少し、大出力の
加圧ラムを必要とし、装置が極めて大型化してしまう。

以上のような欠点を排除した方法として、ビレツトを半
溶融状態にし、その半溶融状態のビレツトを押出す方法
が提案されている。しかし、半溶融状態にしたビレツト
を、その状態を保持したままコンテナ内に搬入すること
は容易ではなく、変形応力が小さい状態になつているこ
とにより、形状の変形、破壊によりコンテナ中に供給す
ることが良く出来ず、又、製品の材質によつて半溶融状
態の温度範囲が狭く、ビレツト全体を定常的に一定の温
度に保ちながら、それを供給することは困難であつた。
〔発明の目的〕本発明は、上記のような従来の方法及び
装置の欠点を除去せんとするもので、溶融された金属を
半溶融状態、或いは部分凝固の状態て押出し成形するこ
とが出来る金属の押出し方法及びその装置を提供するも
のである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を説明すると、第１図乃至
第３図において、基台１の長手方向の略中央部に、コン
テナ支持フレーム２，３が横方向に対向して設けられ、
その間に円筒状のコンテナホルダ４が、その側壁に固定
された回転軸５をフレームの軸受６に支持することによ
つて回転可能に取付けられている。

一方の回転軸は、歯車７，８を経てモータ１０に連結さ
れ、コンテナホルダ４が回転軸５を中心として回転でき
るようになつている。コンテナホルダ４内にはコンテナ
１１が固定され、その中のテーパ状受部内にコンテナス
リーブ１２が着脱可能に収められている。コンテナホル
ダ４に接近してダイスホルダ１３がダイスフレーム１４
に、長手方向に摺動可能に設けられている。

該ダイスホルダ１３にはバックプレート１５、ダイス１
６、ダイスホルダ支持筒１７、ガイド１８が夫々固定さ
れており、ガイド１８に油圧シリンダ２０のピストンロ
ッド２１が！連結され、そのピストンロッド２１の作動
によりダイスホルダ１３が摺動するようになつている。
ダイスホルダ１３の上方には、楔２２が油圧シリンダ２
３により上下に摺動するように設けられ、該楔２２がダ
イスホルダ１３に係合してそれを固４定するようになつ
ている。ダイス１６と反対側には、ラムフレーム２４が
設けられ、その中に中心において押出しラム２５、その
両側に戻し用ラム２６が設けられ、夫々クロスヘッド２
７に連結されている。

該クロスヘッド２７には、固定板２８により押出しステ
ム２９が固定されている。尚、フレーム２，３、ダイス
フレーム１牡ラムフレーム２４は夫々４本の支持柱３１
で連結され、中心を確保するようになつている。次に、
上記実施例の加工行程について説明する。

コンテナスリーブ１２は外径はテーパー状、内ノ径は円
筒貫通孔を有する筒体で、これを第４図ａに示すように
加熱装置３２内に垂直に置き、その底部に円板状ダミー
ブロック３３を配置する。

このダミーブロック３３は、溶融金属を注湯した時に漏
れないための底板の役目と、ステム２９に押〕されてコ
ンテナスリーブ１２内面に密着して摺動し湯を押し出す
ための押し板との役目を果すものである。尚、コンテナ
スリーブ１２は円筒状にし、抜け止め手段を備えたもの
でもよい。本実施例では、バイブ材を形成するための例
であるので、円柱状マンドレル３４がダミーブロック３
３の中心に固定されている。

このマンドレル３４は、ダミーブロック３３と一体に成
形されても、或は別体のものを固定するようにしてもよ
い。また、マンドレル３４は、ダイス１６内に挿入され
るので、若干、コンテナスリーブ１２より長尺に形成さ
れているが、コンテナスリーブ１２との長短関係は相互
関係であるので、構造の作り方によつてはコンテナスリ
ーブ１２より突出する構造としなくても可能である。次
に、第４図ｂに示すように、溶融金属３５を上方より注
湯する。

この際、開口部が上面に大きく開いているため、溶融金
属３５中の気泡及び注湯時にコンテナスリーブ１２内の
空気が下から上方にぬけ、気泡の少ないビレツトを作る
ことが出来る。注湯された溶融金属は、加熱装置３２に
より溶融金属温度より低い温度に保持されたコンテナス
リーブ１２によつて徐々に冷されてゆくが、コンテナス
リーブ１２を搬送してコンテナ１１にセットし、押出し
開始直前にその金属が半溶融状態或いは部分凝固の状態
になるように加熱装置３２で加熱制御される。次に、コ
ンテナスリーブ１２を取り出し、これを押出し装置へ搬
送し（第４図ｃ）、第２図に示すように垂直状態に保持
されたコンテナ１１内に収める。尚、コンテナスリーブ
１２内のダミーブロック３３は摺動自在であるから、コ
ンテナスリーブ１２との間には微細な間隙があるが、溶
融金属３５は粘性があり、又注湯と同時にコンテナスリ
ーブ１２によつてその接触表面は直ちに冷却されはじめ
るので、間隙に湯が入り込んで底から漏れるということ
はない。次に、モータ１０の作動によりコンテナホルダ
４を回転させ、押出し軸方向の水平方向に向ける。（第
１図参照）この時、溶融金属３５は半溶融或いは部分凝
固の状態になりつつあるので、水平方向に向けてもくず
れることはない。次に、シリンダ２０の作動によりダイ
スホルダ１３を移動してダイス１６の先端をコンテナス
リーブ１２の開口部に嵌合させる。この時、マンドレル
３４の先端はダイス１６内に若干挿入されるようにする
。続いて、ラム２５を前進させ、第４図ｄに示すように
ステム２９の頭部をダミーブロック３３に合致させ、完
全に合致した状態で圧力を加えて押出す。かくて、バイ
ブ３８（第４図ｅ参照）を成形することができる。完全
に押出した後、ダイスホルダ１３を後退させ第４図ｅに
示すようにコンテナ１１とダイスホルダ１３との間をあ
ける。

この時、マンドレル３４とダイス１６がバイブ材を介し
て密着の状態にあるため、図示のようにダイス１６とバ
イブ材、及びマンドレル３４が一体となつてダイスホル
ダ１３より離れる。次に、バイブ部分を切り離してから
、マンドレル３４とダイス１６とバイブの端材との一体
部分をとりはすす。続いて、ステム２９を更に押し出す
とステム２９の基部大経部２９ａがコンテナスリーブ１
２を押し、コンテナ１１より押出しこれを取り出す。こ
のようにして取り出されたコンテナスリーブ１２、ダミ
ーブロック３３、ダイス１６の内、ダイス１６はタイス
ホルダ１３に、コンテナスリーブ１２、ダミーブロック
３３は、加熱装置３２に搬送して再度組立てて使用する
。上記実施例はバイブを成形する場合であるが、線材を
成形する時には押出し時にダミーブロック３３を外し、
ステム２９で直接的に押出すようにしてもよい。第５図
に示す実施例は、前例における加熱装置３２を使用せず
、押出し装置にコンテナスリーブ１２を固定したまま、
直接、溶融金属するようにしたもので、図中に、には、
前例と同一符号が用いられている。

本例では、ステム２９の先端に位置合せキー３６が取付
けられ、ダミーブロック３３のキー溝に係合するように
なつている。この実施例は、コンテナスリーブ１２を特
に高い加熱温度にする必要がないような溶融金属、又は
加熱の必要がない溶融金属に適する。先ず第５図ａに示
すように、コンテナ１１が垂直状態にされ、溶融金属が
コンテナスリーブ１２内に注入される。

金属が半溶融状態、又は部分凝固状態になつた所でコン
テナ１１を水平にし、ダイス１６を前進係合させ、ステ
ム２９を押し出し、キー３６をダミーブロック３３のキ
ー溝３７に係合させ（第５図ｂ）、続いて押出し、バイ
ブを成形する。次にダイス１６を後退させる。この時、
第５図ｃに示すようにダミーブロック３３はキー３６と
の結合によりステム２９側に残り、製品はダイス１６と
共に離れる。続いてステム２９を後退させてダミーブロ
ック３３を復帰させ（第５図ｄ）、更にコンテナ１１を
回転させて垂直状にし、次の工程に入る。〔発明の効果
〕 以上の説明で明かなように、本発明によれば、コンテナ
スリーブにダミーブロックを底板として組合せて溶融金
属を注入する容器として形成し、押出し時にはそれを押
出し装置に直接そのままコンテナスリーブとしての役目
と、その内周面に密接して摺動し、部分凝固又は半溶融
状態になつた金属を均一に押出す押し板としての役目を
果すので、製造工程が非常に簡単化される。

又、従来の装置は、まず原材料を溶解して固形のビレツ
トを作り、それを再度加熱して半溶融状態等にしてコン
テナ内に挿入するか、或いはコンテナにビレツトを挿入
し、コンテナに付設した加熱装置で加熱して半溶融状態
等にしたり、又、半溶融状態を維持してから押出すため
、重複した加熱操作や付設の加熱装置が必要となる。

しかるに、本発明では、少くともビレツトを加熱する行
程が省略されるので、大巾な電力エネルギーの節約が出
来る。バイブを押出し成形する場合、従来ｌの装置では
、ビルツトを製作後、ビルツトに機械による穴あけ、も
しくはビルツトを加熱してコンテナに挿入後、軟くなつ
たビレツトにマンドレルの押込みで穴あけするなど、行
程の複雑化、機械の精度要求、押出し装置の大型化及び
複雑化などをきたしたが、本発明は、コンテナスリーブ
にマンドレルを有するダミーブロックを取付けて容器を
形成し、その中に注湯し、即ち、マンドレルを注湯時に
溶融金属内に挿入するようにしているので、上記した従
来の欠点が除去されると共に、マンドレルの固定は押し
板の役目をなすダミーブロックに簡単に取付け固定がで
き、更に押出し時にダミーブロックが移動するのでマン
ドレル長も短くでき、マンドレルの振れるによるバイブ
の偏肉を極少にできるなど、製品精度の向上、歩溜りの
向上、装置の簡略化、小型化が可能となり、廉価な製品
を得ることができる。更に、半溶融状態で押出す場合に
おいては、その温度範囲の狭い材料の場合でも、スリー
ブによつて搬送するので、コンテナ内に供給することが
出来、又、純金属の如く半溶融状態のない材料の場合で
も、部分凝固状態にすることで供給することが出来、小
型の装置で、小さな押出し力で押出しが可能となる。

又、第一の実施例においては、殊にコンテナスリーブを
外部で一定温度に加熱な５どにより保持し、押出し後に
、装置よりとりはずすことにより、一定の冷却時間を得
ることか出来低質の安価な材料を使用出来、高温度溶融
金属をも押出すことが出来る。更に装置においては、注
湯装置及び押出し装置を垂直方向に配列すると高さが非
常に高くなるが、本発明においては、押出し装置を水平
に配列し、溶融金属がくずれない状態になつた時にコン
テナを押出し方向（水平）にして水平方向に押出すよう
にしているので、装置の高さを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部切断平面図、第２
図は正面図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は
加工行程を示す図、第５図は他の実施例の加工行程を示
す図である。 １・・・・・・基台、２，３・・・・・・支持フレーム
、４・・・コンテナホルダ、５・・・・・回転軸、６・
・・・・・軸受、７，８・・・・・・歯車、１０・・・
・・・モータ、１１・・・・・コンテナ、１２・・・・
コンテナスリーブ、１３・・・・・・ダイスホルダ、１
４・・・・ダイスフレーム、１５・・・・・・プレート
、１６・・・・・・ダイス、１７・・・・・・支持筒、
１８・・・・ガイド、２０・・・・・・油圧シリンダ、
２１・・・・ゼストンロツド、２２・・・・・・楔、２
３・・・・・・油圧シリンダ、２４・・ ・・・・ラム
フレーム、２５・・・・・・押出しラム、２６・・・・
・・戻し用ラム、２７・・・・・・クロスヘッド、２８
・・・・・・固定板、２９・・・・・・押出しステム、
３１・・・・・・支持柱、３２・・・・・・加熱装置、
３３・・・・・円板ダミーブロック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 押出し成形機のコンテナ内に着脱自在に挿着される
   筒状コンテナスリーブの一端に、ダミーブロックを底板
   として配置して垂直方向の容器を形成し、そのコンテナ
   スリーブ内に溶融金属を注入し冷却により溶融金属が少
   くとも部分凝固又は半溶融状態になつた時にコンテナを
   押出し方向に回転してスラムによりダミーブロックと共
   に押出し、ダイスを通して成形することを特徴とする金
   属の押出し加工方法。 ２ 溶融金属を供給される筒状のコンテナスリーブと、
   該コンテナスリーブ内に摺動可能に挿入され少くとも底
   板を形成してコンテナスリーブを容器とするダミーブロ
   ックと、該コンテナスリーブを挿着し、垂直方向及び押
   出し方向との間を回転自在に設けられたコンテナと、該
   コンテナを回転させる装置と、該コンテナの押出し方向
   の前方に、軸線方向に摺動自在に設けられたダイスホル
   ダーと、該ダイスホルダー内に配置されたダイスと、前
   記コンテナスリーブ内に挿入され、ダミーブロックを押
   動させて湯を押出すステムとを有し、前記コンテナスリ
   ーブが溶融金属の温度より低い温度に保持されているこ
   とを特徴とする金属の押出し加工装置。 ３ ダミーブロックの中心にパイプ製作のためのマンド
   レルが固定されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の金属の押出し加工装置。