JPS6358056B2 - - Google Patents

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
うな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つて異る。例えば、対向
する平行な２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
位によつて異る。このようにダイスの部分によつ
て流動による変形と押出圧が異るために押出成形
材料に変形速度の相違、即ち内部圧力に歪が生ず
る。従つて、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。したがつて実務上、押出成形
用ダイスを設計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
利用し得る方法は未だ知られていない。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
ユータで計算することが提唱されてるが、この方
法は所望の結論を得ることが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
ンピユータが必要である。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
ユータ計算結果に基づいて製作するためにも同様
の難しさが生ずる。

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
流動を行なわせ得るように前記支持深度を簡単に
決定し得る方法を提供ると共に、ダイスを簡単に
所望の形状に仕上げ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
によつ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
の材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。

従つて、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
よつ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
にだけ強制的に入れて、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、この形状修正によつて前記軸方向
の支持深度に該当する部分の中に前記押出材料が
接触する部分が押出成形孔の周囲面各部の有効支
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
の材料が未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
その材料で被覆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、図によつ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１０は押出成形孔
１１を有し、この孔１１は円筒形の中央孔１２を
有し、この中央孔１２の側部から孔１３が腕状に
伸び、この腕状の孔１３は側壁が平行で狭くなつ
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てあるが、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な
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１１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
うに通常の方法で計算されている。この孔は通
常、放電加工によつ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
１０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１２における塑性変形抵抗は腕状側
孔１３の近接して隣り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
体との摩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。従つて、このダイスを通つて第２図に示す形
状に押し出される材料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１４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）によつて押出成形孔１１の中に部分的に押
し込まれる。このピストンは、コンパウド１４を
ダイスの右側へ押し込み、さらに、ダイスの開口
を経てダイスの左側へ部分的にこのコンパウンド
を押し付ける。このピストンは、前記コンパウン
ド１４が前記押出成形孔の出口１５に接近するの
が押出成形孔から認められた時に、停止される。
あるいは、このコンパウンドが押出成形孔に予め
定められた程度圧入された時期を検出指示するた
めにプローブを押出成形孔内に設けることができ
る。このプローブは例えば電気的に振動する装置
で、このプローブが前記コンパウンドに接触した
時にこのプローブの振動周波数が変化するのを検
知するようにしてあるものを使用することができ
る。

第３図は、ピストンが停止し、かつ、ダイスの
開口を介して部分的にコンパウンド１４が延びた
後の状態を図示している。

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、前記コンパウド１４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１２の中を通り、このコンパウンドの一部
は前記腕状側孔１３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パウンド１４
の前面は、この押出成形孔の前記入口１７と出口
１５の中間に形成される線１６に沿つてこの押出
孔１２の内面に接触する。

前記コンパウンド１４の前面の任意の位置の軸
方向の変形は前記中間の線１６から前記入口１７
を含む基準面までの距離によつて表わされるが、
このコンパウンド１４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。従つて、
前記中間の線１６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。

第３図に図示した状態に達した後、この押出成
形孔の内面１９の前記中間の線１６と出口１５の
間にある部分の肉を削ることによつて、この押出
成形孔のこの部分を拡げ、かつ、前記中間の線１
６と入口１７との間の有効支持肉厚を画成するよ
う、このダイスの形を簡単に作り直すことができ
る。第５図は、ダイスの肉が内面１９から削りと
られた後のダイスを示す。

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１
６をこのダイスの内面に刻み、前記コンパウンド
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。

前記コンパウンド１４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材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１４がダイスの
中に未だ残つている時は、ダイスの外側を最初耐
酸性材料でコーテイングするか被覆した上で酸浴
槽の中に浸すだけでよい。

前記ダイスを、その押出成形孔の内面上の前記
コンパウンド１４と出口１５の間の範囲の取り除
くべき量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0.381乃至0.508mm（15／1000乃至20／1000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パウ
ンド１４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１４は絶縁性
ワツ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
プラスチツクの薄い膜から成る層でコーテイング
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
してある陰極から離して陽極とし、これに電圧を
かける。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１４を取り除く。

上記何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図に符号１８で示すように、
このダイスの有効支持部はコンパウンド１４によ
つて保護された部分のみとなり、この有効支持部
は支持深度によつて変化する。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
つて自動的に調整されるので押出成形孔全体に亘
つて実質的に均一に流動するようになり、従つて
このダイスによつ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すものであるが、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
ために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、ダイスの形状によつてはこの支
持深度と変形した材料の寸法を直接等しいとする
よりも何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。 １１……押出孔、１２……押出孔の中央部、１
３……腕状孔、１４……コンパウンド、１５……
出口、１６……線、１７……入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 押出成形用ダイス１０に押出成形孔１１形成
   する工程と、次いで、押出成形孔１１の軸方向支
   持深度が押出成形孔１１の周囲の各位置により異
   なるように押出成形孔１１を修正加工して材料が
   押出成形用ダイス１０からほぼ均一な流れと成つ
   て押出されるようにする工程とからなる押出成形
   用ダイスを製造する方法において、押出成形孔１
   １の形成後に、流動性材料１４の僅小部分が押出
   成形孔１１から押出されて入口１７と出口１５と
   間の中間線１６と入口１７との間の押出成形孔の
   周面部分に接触するようにし、押出成形孔の修正
   加工は、前記中間線１６と出口１５との間の押出
   成形孔の周面部分１８からダイスの肉を除去して
   押出成形孔１１の周囲の各位置における有効軸方
   向支持深度が流動性材料が接触する前記部分の軸
   方向支持深度となるように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。 ２ 前記ダイスの肉が化学エツチング処理により
   除去される特許請求の範囲第１項記載の押出成形
   用ダイスを製造する方法。 ３ 前記化学的エツチング処理を前記流動性材料
   １４が未だ前記押出成形孔１１の中にあるうちに
   施し、前記流動性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２
   項記載の押出成形用ダイスを製造する方法。 ４ 前記ダイスの肉を電気的エツチング処理で除
   去することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の押出成形用ダイスを製造する方法。 ５ 前記電気的エツチング処理を前記流動性材料
   が未だ前記押出成形孔の中にあるうちに施し、前
   記流動性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
   ４項記載の押出成形用ダイスを製造する方法。