JPS629714A - 押出しダイスの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、押出しダイスの製造方法、特に与えられた形
状をもつベアリング孔の内周面を構成するベアリング面
および裏逃げ部を形成する裏逃げ傾斜面がワイヤカット
放電加工装置を用いて形成されるようにする押−出しダ
イスの製造方法に関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕従来、
アルミ型材の押出し加工に用いられる押出しダイスとし
て、第１図（Ａ）ないしくＣ）に図示されているような
押出しダイスが知られている。第１図（Ａ）は平面図、
第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）図示矢印Ａ−Ａ’　におけ
る側断面図、第１図（Ｃ）は底面図を示し１図中の符号
１は流し込み部、２はベアリング孔、３は裏逃げ部、４
は裏逃げ段差部を表わしている。

一般に、押出しダイスによって例えばアルミ・サツシの
如き型材を製作する場合、上記流し込み部１に供給され
たアルミ材が図示省略した押圧装置によりベアリング孔
２の方向に押圧され、該ベアリング孔２によって成型さ
れて裏逃げ部３に製品となって押出される。従って、形
状精度の高い型材を製作するためには、上記ベアリング
孔２内を通過するアルミ材の速度が均一になるようにす
る必要がある。そのため、第２図および第３図を参照し
て後述する如く、上記ベアリング孔２のベアリング長さ
く第１図（Ｂ）図示矢印ｌ）を該ベアリング孔２の形状
に対応させて調整するように考慮されている。以下、上
記ベアリング長さｌについて説明する。

第２図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は夫々第１図（Ｃ）
図示Ａ−Ａ’　、Ｂ−Ｂ’　、Ｃ−Ｃ’　における断面
図、第３図はベアリング面の展開図を示している。

そして９図中の符号２ないし４は第１図に対応しており
、５はベアリング面、６は裏逃げ傾斜面を表わしている
。

前述したように、ベアリング孔２におけるベアリング長
さｌ（第１図（Ｂ）図示）は、ベアリング孔２の形状に
対応して予め定められている。即ち、第１図（Ｃ）図示
矢印ｄｅ間の如く、ベアリング孔２の溝幅の広い部分と
その隣接部分においては、第２図（Ｃ）に図示されてい
るようにベアリング長さｌｃは大きく、また第１図（Ｃ
）図示矢印ｂｃおよびｒｇ間の如く溝幅の狭い部分にお
いては、第２図（Ｂ）に図示されているようにベアリン
グ長さＩ！、は小さくされている。更に、同じ溝幅であ
っても、第１図（Ｃ）図示矢印ｈａ間の如く、ベアリン
グ孔２の末端の部分においては。

アルミ材の流れが悪くなるため第２図（Ａ）に図示され
ているようにベアリング長さ１３は更に小さくなるよう
にされている。このようにして形成されたベアリング面
５は、第３図に図示されている展開図のようになる。な
お９図示矢印ａないしｈは、第１図（Ｃ）図示矢印ａな
いしｈによって示されている位置に対応している。

以上説明した押出しダイスにおけるベアリング孔２およ
び裏逃げ部３の加工は１通常上記ベアリング孔２のベア
リング面５はワイヤカット放電加工装置によって行なわ
れ、上記裏逃げ部３の裏逃げ段差部４および裏逃げ傾斜
面６は通常の放電加工機やフライス等の工作機械を用い
て行なわれていた。この点を改善すべく、出願人は先に
特願昭５８−２２１６７９号において、ワイヤカット放
電加工装置の加工テーブル上に被加工体を最初に載置し
た状態のままで、ベアリング孔および裏逃げ部の全加工
の自動化を可能ならしめると共に。

上記ワイヤカット放電加工装置によって行なわれる放電
加工時におけるワイヤ電極の冷却効果を高めて高速加工
を可能ならしめることによって、製作工数の大幅な短縮
、製作コストの低減２機械的強度の向上を図ると共に、
精度の高い製品を製作することができるようにした押出
しダイスの製造方法を提案した。以下、当該特願昭５８
−２２１６７９号の図面の一部を転記しつつ、当該特許
出願の内容について概略記述する。

第４図は製造される押出しダイスを説明するための説明
図、第５図および第６図は製造方法を説明するための説
明図を示している。

以下説明する押出しダイスの例は、第１図ないし第３図
図示従来例に対応する押出しダイスに関するものであり
１図中の符号２．３．５および６は第１図および第２図
に対応している。

第４図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は、第１図（Ｃ）図
示Ａ−Ａ’　、Ｂ−Ｂ’　、Ｃ−Ｃ’　における断面図
を示し、ベアリング面５および裏逃げ傾斜面６のすべて
が、後述するワイヤカット放電加工装置を用いて形成さ
れる。第４図図示例におけるベアリング面５の加工は、
前述した従来例と同様に行なわれるが、裏逃げ部３を構
成する裏逃げ傾斜面６も、ワイヤ電極の傾斜角度および
／または走行位置をベアリング孔２の形状に対応させて
制御することによって同じワイヤカット放電加工装置を
用いて加工されている（製造方法については詳しく後述
する）。従って、第４図図示例は、前述した従来例にお
けるが如き裏逃げ段差部４（第２図図示）が設けられる
ことなく、第３図図示展開図の如く所望されるベアリン
グ面５を有するベアリング孔２をそなえる。

製造に当っては、先づ前述したベアリング孔２および裏
逃げ部３の加工を除いた状態、即ち第１図図示例で言え
ば押出しダイスの前面、裏面、インロ一部および外周面
が仕上げられた状態（本願明細書においてはこの状態の
押出しダイスを被加工体と呼んでいる）のものが、予め
機械加工によって製作される。そして、該被加工体１１
を前述した製造装置によってベアリング孔２および裏逃
げ部３を加工して、第４図図示例の如き押出しダイスを
製造する。即ち、上記被加工体１１の前面が下にされた
状態（第５図に図示されているように加工すべきベアリ
ング孔２が下方、裏逃げ部３が上方に位置する状態）に
して、ベアリング孔を形成するための垂直加工工程（以
下ベアリング孔加工工程と呼ぶ）および裏逃げ部加工工
程を経て押出しダイスが製造される。

先づ、ベアリング孔加工工程を第５図に関連して説明す
る。該加工工程においては、第５図に図示されている如
く、ワイヤ電極１２を垂直に走行せしめると共に、予め
与えられているベアリング孔２の形状に対応する座標に
もとづいて上記ワイヤ電極１２の位置を制御しつつ切断
加工を行なう。

その結果、後述する裏逃げ部加工工程によって裏逃げ傾
斜面６（図示点線）が形成された場合に最終的に形成さ
れることになるベアリング孔２を構成する所定のベアリ
ング長さｉを有するベアリング面５が形成される。

次いで、裏逃げ部加工工程を第６図に関連して説明する
。当該加工工程は、第６図において点線によって図示さ
れている裏逃げ傾斜面６を形成する加工工程である。な
お、上記裏逃げ傾斜面６を形成するに当って、第６図に
おいて１点鎖線によって図示されている如（、ワイヤ電
極１２の傾斜角度を形成すべき裏逃げ傾斜面６の傾斜角
度に対応させて制御すると共に、ワイヤ電極１２が上記
ベアリング孔２の内周線（例えば第６図におけるベアリ
ング面５とダイス前面との交差線）上の各位置（例えば
第６図図示点Ｐ’　、　　Ｐ’　）において当該各位置
に対応するベアリング長さく例えば第６図図示矢印Ｉり
に実質上等しい深さ位置点く例えば第６図図示点Ｐ、Ｐ
）を通過するように切断位置制御を行なうことによって
所望される裏逃げ傾斜面６が形成される。即ち、上記ワ
イヤ電極１２を上記ベアリング孔２の形状に対応する閉
ループを一巡させることによって上記裏逃げ傾斜面６を
加工することができる。なお、裏逃げ部を先に加工して
、その後、ベアリング孔の加工を行ってもよい。

上記押出しダイスを製造するワイヤカット放電加工装置
は１例えば第７図に示すような周知のものを用いること
ができる。

第７図において、加工テーブル８は、制御モータ９およ
び１０によって、直交するＸ、Ｙ方向に駆動される。ワ
イヤ電極１２は、加工テーブル８上に載置された被加工
体１１を切断加工するため。

上部ガイドエ５と下部ガイド１６との間を直線状態にて
走行せしめられており、上部ガイド１５は。

制御モータ１３および１４によって、直交するＸ。

Ｙ方向に移動可能になっている。従って、ワイヤ電極１
２の傾斜角度を所望するように調整することができる。

このワイヤカット放電加工装置は、被加工体１１に対し
て定められた基準となる水平面９例えばベアリング孔の
入口面と、ワイヤ電極１２との交差する点Ｓの軌跡によ
って与えられる形状（以下。

テーパーテープ形状という）、および上記入口面に垂直
な方向に対するワイヤ電極１２により形成される傾斜面
の角度情報等が、制御情報として与えられることにより
、制御モータ９，１０，１３゜１４を連動させて、切断
位置制御を行う。ここで。

傾斜面の角度は、ワイヤ電極１２自体の傾斜角ではなく
、ワイヤ電極１２が相対的に被加工体１１に対して進行
する方向に接する面の角度である。

なお、外部から与える制御情報が、被加工体１１に対し
て設定された座標系において、上部ガイド１５と下部ガ
イド１６との相対的な位置情報を示すようなものでもよ
い。

ところで、前述したようにベアリング長さは。

ベアリング孔内を通過するアルミ材の速度が均一になる
ように調整される必要がある。一方、裏逃げ部傾斜面に
ついても、スクラップの発生防止の点および製造される
押出しダイスの強度の点から。

その傾斜角度が、ベアリング形状に対応して調整される
ことが望まれる。

しかし、特にベアリング長さまたは裏逃げ部の傾斜角度
が一定ではなく、徐々に変化させる必要があるような場
合、第７図に示したワイヤカット放電加工装置の制御は
困難であり、従来、試行錯誤的に所望する形状が得られ
るまで、制御情報を作り直さなければならないことがあ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点の解決を図り、ベアリング長さまた
は裏逃げ部の傾斜角度が、徐々に変化するような場合で
も、ワイヤカット放電加工装置により、所望するベアリ
ング長さおよび裏逃げ部の傾斜角度が得られるような製
造方法を提供する。

そのため、特に、裏逃げ部加工工程におけるワイヤ電極
の制御において、望まれるテーパーテープ形状を、裏逃
げ傾斜面の傾斜角度が許容誤差に入る範囲内において細
分する点を定め、この細分する点の各々について、目標
となる傾斜角の値を求めて、ワイヤ電極が上記細分する
点を通過すると共に、上記細分する各点において、目標
となる傾斜角の値をとる傾斜面を形成するよう、ワイヤ
カット放電加工装置に制御情報を与えて、ワイヤカット
放電加工装置により押出しダイスを製造する。

〔実施例〕

第８図は本発明の一実施例を説明するための加工形状を
示す図、第９図は第８図図示加工形状におけるベアリン
グ面の展開図、第１０図はテーパーテープ形状の説明図
、第１１図はベアリング長さと裏逃げ部の傾斜角度を示
す図、第１２図および第１３図はテーパーテープ形状を
細分する点の説明図、第１４図はワイヤ電極の制御の例
を説明するための図である。

説明を簡単にするために、第８図に示すように。

ベアリング孔の形状が半径Ｒ０の円である場合を例にし
て説明する。第８図（Ａ）は、加工しようとするベアリ
ング孔および裏逃げ部の形状の斜視図を示している。第
８図（Ｂ）に示すように、ベアリング形状におけるＡ点
から０点まで、ベアリング長さはＬｌであり、Ｅ点から
Ａ点までベアリング長さはＬ２である。０点からＥ点ま
での間は。

ベアリング長さがり、からＬ２まで徐々に変化する。

一方、裏逃げ傾斜面６の傾斜角度は、Ａ点からＢ点まで
が７’＋、Ｄ点からＡ点までがＴ２．そしてＢ点からＤ
点までの間はｌ　７１からＴ２まで徐々に変化するよう
に定められている。

このベアリング面５を側面から見て１円周方向に沿って
展開すると第９図図示のようになる。第９図から明らか
なように、Ａ点牽基準にした反時計回りの角度７０点に
おけるベアリング長さり。

傾斜角度Ｔは次のようになる。

（ｉ）Ａ点からＢ点（０”〜α’ｒｌ）の範囲。

Ｌ＝Ｌ、、Ｔ＝ＴＩ （ｉｉ）Ｂ点からＣ点（αＴｌ〜αＬ＋）の範囲。

ＬｚＬ１ Ｔ＝ＴＩ＋（Ｔ２−ＴＩ）Ｘ（α−αＴＩ）／（αＴ２
−α丁１）（ｉｉｉ）Ｃ点からＤ点（αＬｌ〜αＴりの
範囲。

ＬｚＬ１＋（Ｌｚ　　Ｌｔ）Ｘ（α−αＬ、）／（αＬ
２−αＬｌ）Ｔ＝ＴＩ＋（Ｔ２−ＴＩ）Ｘ（α−α１υ
／（α、２−α７．）（ｉｖ）Ｄ点からＥ点（αア、〜
αＬｚ）の範囲。

ＬｚＬ１＋（Ｌｚ　　Ｌｔ）Ｘ（α−α、、）／（α、
２−αＬｌ）Ｔ　”　Ｔｚ （ｖ）Ｅ点からＡ点（αＬ２〜３６０°）の範囲。

Ｌ　＝Ｌ　２　　、　　Ｔ　＝　Ｔ　ｚ第１０図は、ベ
アリング形状と、テーパーテープ形状Ｓとの関係を示し
ており、第１１図は側面から見た場合におけるベアリン
グ長さＬと傾斜角度Ｔとの関係を示している。第１０図
および第１１図かられかるように、ベアリング形状から
テーパーテープ形状Ｓまでのズレ幅をｄ、テーパーテー
プ形状Ｓの半径をＲとすると１次のようになる。

ｄ　＝　Ｌ　Ｘ　ｔａｎ（Ｔ） Ｒ＝Ｒ０−ｄ 第１Ｏ図に示すように、Ａ−Ｂ間、Ｅ−Ａ間は。

Ｒが一定値となり、それぞれＲａｓ＋　ＲＥＡである・
この部分のようにＲおよびＴが一定の場合には。

ワイヤカット放電加工装置に、その半径Ｒの情報と一定
の傾斜角度Ｔの情報を与えて容易に加工することができ
る。しかし、Ｂ点からＥ点までのように、半径Ｒもしく
は傾斜角度Ｔが変化する場合には、被加工体１１に対す
るワイヤ電極１２の相対的な移動を指示する制御と、傾
斜角度を決める制御とが同期して行われる必要があり、
制御のしかたによっては、所望する値をとる切断制御が
できない。

そこで１本発明の場合、Ｂ−Ｅ間のような部分について
は２次のように制御する。

まず、第１２図に示すように、テーパーテープ形状Ｓに
おいて、ベアリング形状のＢ点、Ｅ点にそれぞれ対応す
る点をＢ＋、Ｂ＋　とし、これらの点の前後に各々８２
点＋Ｅ２点を選ぶ。このＢｚ点は、その点に接線を引い
て、ＲセンターとＢ。

点とを結ぶ延長線上の上記接線との交点をＰｏとすると
き＋ＢＩ　とＰｏとの距離ΔＢが、許容誤差内に入るよ
うな点とする。８２点についても同様である。８２点の
接線と、ＲセンターとＢ＋　とを通る線との交点をＰＮ
。、とする。上記Ｂｚ点および８２点から、微小接線を
とるのは１曲線部と直線部との連続性を保証するためで
ある。

次に第１３図に示すように、Ｂ〜Ｃ２Ｃ〜Ｄ。

Ｄ−Ｅの各区域毎に、微小角γ１．γ２．Ｔ３に分解し
て２点Ｐ１ないしＰＭをとる。なお、この微小角の大き
さは、簡単な計算またはシミュレーション等により、許
容誤差範囲内に入るように定められる。

上記細分する点Ｐ、ないしＰＭの位置を示す角度αは、
Ｂ−Ｃ区間ではα７Ｉと１１の関数になり。

Ｃ−Ｄ区間ではα、とγ２の関数になり、Ｄ−Ｅ区間で
はα１２とγ３の関数になる。従って、各細分する点を
角度αから、各々の点における目標となる傾斜角度Ｔを
決定することができる。なお。

微小角γ１．γ２．Ｔ３を、すべて同じ値に定めてもよ
い。

こうして、テーパーテープ形状に関連する形状を細分す
る各点の位置情報と、その各点における傾斜角度情報が
得られたならば、ワイヤカット放電加工装置に対し、順
次それらの各点に関する目標位置の座標情報と目標傾斜
角度情報とを、制御情報として与え、これにより、所望
する裏逃げ部の加工制御を行う。

なお、目標位置の座標情報と角度情報とが決まれば、第
７図に示す上部ガイド１５と下部ガイド１６との、被加
工体１１に対する相対的な位置関係が定まる。そこで１
例えば第１４図に示すように、上部ガイド１５と下部ガ
イド１６の移動軌跡をそれぞれ示す上部ガイド線Ｕと下
部ガイド線■とを計算により求め、各点Ｕｏ、　Ｖｏ　
／　Ｕｌ＋　ｖｌ　／・＝−／　ｕＮ、　ｖＮ　／　Ｕ
Ｎ−１，Ｖｓ＋＋　（７）組の情報を制御情報として与
えることにより、上記各点をワイヤ電極が通過するよう
に、ワイヤカット放電加工装置による切断制御を行うよ
うにしてもよい。即ち。

第７図のワイヤカット放電加工装置では、下部ガイド１
６が固定されているが、被加工体１１に基準座標系を定
めれば、上部ガイド１５および下部ガイド１６の相対的
な移動制御情報により、所望するテーパーテープ形状と
傾斜角度とをもつようなワイヤ電極１２の制御が可能で
ある。

なお、第８図および第９図などに示すＡ点では。

ベアリング長さおよび裏逃げ部の傾斜角度が、不連続的
に変化するが、この変化部分については。

傾斜角度がＯｏとなるように、即ち、加工テーブルに垂
直な面でワイヤ電極１２が移動するように制御すればよ
い。

以上、ベアリング形状が円の場合について説明したが、
もっと複雑な形状の場合にも同様に制御可能であること
は言うまでもない。特に、直線形状については２円Ｒが
無限大であると考えることができ、ベアリング形状の直
線部分について、ベアリング長さ、裏逃げ部の傾斜角度
が変化する場合にも、同様に適用できる。この場合、テ
ーパーテープ形状の細分点等の位置計算には、角度αに
代えて、長さの情報を用いればよい。

〔発明の効果〕

以上説明した如く１本発明によれば、押出しダイスの裏
逃げ部を加工する際に、ベアリング長さまたは裏逃げ部
の傾斜角度が徐々に変化する場合であっても、上部ガイ
ドと下部ガイドとの相対的な移動制御について、直線近
似によって実現できるので、所望するベアリング面およ
び裏逃げ部の加工をワイヤカット放電加工装置にて行う
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来の押出しダイスを説
明するための説明図、第４図、第５図。 および第６図は本発明の前提となっている押出しダイス
の製造方法を説明するための説明図、第７図は本発明に
用いられるワイヤカット放電加工装置の例、第８図は本
発明の一実施例を説明するための加工形状を示す図、第
９図は第８図図示加工形状におけるベアリング面の展開
図、第１０図はテーパーテープ形状の説明図、第１１図
はベアリング長さと裏逃げ部の傾斜角度を示す図、第１
２図および第１３図はテーパーテープ形状を細分する点
の説明図、第１４図はワイヤ電極の制御の例を説明する
ための図を示す。 図中、１は流し込み部、２はベアリング孔、３は裏逃げ
部、５はベアリング面、６は裏逃げ傾斜面、１２はワイ
ヤ電極、Ｓはテーパーテープ形状を表わす。 特許出願人　　株式会社　放電精密加工研究所代理人弁
理士　　森　１）　寛　（外２名）ｖＪ　　１　　ｌ （Ｂ）１ 第　１　図 ＋ Ｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 与えられた形状のベアリング孔を前面側に有すると共に
   、該前面から裏面に向って上記ベアリング孔に対応して
   ベアリング面が形成されかつ該ベアリング面から上記裏
   面に向って裏逃げ部が形成されてなり、上記ベアリング
   孔内周線上の各位置におけるベアリング面が当該位置の
   ベアリング孔の形状にもとづいて予め実質上定まるベア
   リング長さを有するよう形成されてなる押出しダイスで
   あって、上記ベアリング面に接する面に対する上記裏逃
   げ部の傾斜角が上記ベアリング孔の形状に対応して実質
   上定まる値をとるよう上記裏逃げ部の傾斜面が形成され
   てなる押出しダイスの製造方法において、 上記前面に垂直な方向に対して傾斜した方向に走行する
   ワイヤ電極をもつワイヤカット放電加工装置にて上記裏
   逃げ部を形成する裏逃げ部加工工程と、 上記ワイヤカット放電加工装置にて上記ベアリング面を
   形成するベアリング孔加工工程とを少なくとも備え、 上記ベアリング長さまたは上記裏逃げ部の傾斜角度が変
   化する部分について、 （ａ）形成される押出しダイスに対して予め定められる
   平面と上記ワイヤ電極との交差する点の軌跡によって与
   えられるテーパーテープ形状に関して、理想的な上記裏
   逃げ部の傾斜面と、実際に形成される上記裏逃げ部の傾
   斜面との差が、実質的に許容誤差範囲内に入るように上
   記テーパーテープ形状に関連する形状を細分する点を定
   めて、 （ｂ）上記細分する点の各々について、目標となる傾斜
   角の値を計算により求めて、 上記裏逃げ線加工工程において、上記ワイヤ電極が、上
   記細分する点を通過すると共に、上記細分する各点にお
   いて、目標となる傾斜角の値をとる傾斜面を形成するよ
   う、上記ワイヤ電極の切断位置制御が行われるようにし
   たことを特徴とする押出しダイスの製造方法。