(57)【要約】　　　（修正有）【課題】寸法比Ｌ／Ｄの大きい押出製品を製造してもカウンターパンチの座屈が生じにくい押出加工方法および押出加工装置を提供する。【解決手段】カウンターパンチ３２の根元部を固定するカウンターパンチホルダー３３に、前記カウンターパンチ３２の外周面を囲むように配置された複数個のガイド穴３３Ｃを、前記カウンターパンチ３２の軸方向と平行に貫通形成し、前記ガイド穴３３Ｃにノックアウトピン３４をスライド可能に貫挿し、前記ノックアウトピン３４を前記カウンターパンチ３２と平行に延長して前記カウンターパンチ３２の外周面と前記ダイス穴３１の内周面の間に介在させた。【選択図】　　　　　図１
2004122176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイス穴に挿入されたワーク素材を、前記ダイス穴の内部に設置されたカウンターパンチと前記ダイス穴に進入するパンチとで圧縮して、前記カウンターパンチにより後方押出を行う後方押出方法であって、
前記カウンターパンチの根元部を固定するカウンターパンチホルダーに、前記カウンターパンチの外周部を囲むように配置された複数個のガイド穴を、前記カウンターパンチの軸方向と平行に貫通形成し、
前記ガイド穴にノックアウトピンをスライド可能に貫挿し、
前記ノックアウトピンを前記カウンターパンチと平行に延長して前記カウンターパンチの外周面と前記ダイス穴の内周面の間に介在させ、
前記ダイス穴にワーク素材を挿入して前記パンチを進入させるときは、前記ダイス穴の内周面と前記カウンターパンチの外周面の間に押出製品の成形空間を確保するように、前記ノックアウトピンを前記カウンターパンチホルダー側に後退させ、
後方押出が終了して前記ダイス穴から前記パンチが退出した後は、前記ノックアウトピンの先端部を前記ダイス穴から突出させて前記ダイス穴から押出製品を排出するように、前記ノックアウトピンを前進させることを特徴とする後方押出方法。
【請求項２】
ダイス穴に挿入されたワーク素材を、前記ダイス穴の内部に設置されたカウンターパンチと前記ダイス穴に進入するパンチとで圧縮して、前記カウンターパンチにより後方押出を行う後方押出装置であって、
前記カウンターパンチの根元部を固定するカウンターパンチホルダーに、前記カウンターパンチの外周面を囲むように配置された複数個のガイド穴が、前記カウンターパンチの軸方向と平行に貫通形成されており、
前記ガイド穴にはノックアウトピンがスライド可能に貫挿されており、
前記ノックアウトピンは前記カウンターパンチと平行に延びて前記カウンターパンチの外周面と前記ダイス穴の内周面の間に介在しており、
ワーク素材を挿入された前記ダイス穴に前記パンチを進入させるときは、前記ダイス穴の内周面と前記カウンターパンチの外周面の間に押出製品の成形空間を確保するように、前記ノックアウトピンを前記カウンターパンチホルダー側に後退させ、
後方押出が終了して前記ダイス穴から前記パンチが退出した後は、前記ノックアウトピンの先端部を前記ダイス穴から突出させて前記ダイス穴から押出製品を排出するように、前記ノックアウトピンを前進させることを特徴とする後方押出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイス穴に挿入されたワーク素材をダイス穴の内部に設置されたカウンターパンチにより後方押出して、穴が形成された押出製品を得るための後方押出方法および後方押出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイス穴に挿入されたワーク素材をダイス穴の内部に設置されたカウンターパンチとダイス穴に進入するパンチとで圧縮して、カウンターパンチにより後方押出を行い、穴が形成された押出製品を得る後方押出装置は、例えば図７乃至図９に示されるように構成されていた。ダイス１に形成され押出製品Ｐの外径を規定するダイス穴１１の内部には、ダイス穴１１に挿入されるワーク素材を後方押出して、押出製品Ｐに穴Ｐａを形成するためのカウンターパンチ１２が立設されている。カウンターパンチ１２はダイス１と連結固定されるカウンターパンチホルダー１３に根元部１２ａが固定されているとともに、その後端部１２ｂがダイスプレート１４に支持されており、ワーク素材の加工圧力を受止可能とされている。
【０００３】
ダイス穴１１とカウンターパンチ１２の間には、ダイス穴１１の内周面１１ａおよびカウンターパンチ１２の外周面１２ｃに嵌合する筒状のノックアウトスリーブ１５が設けられており、ノックアウトスリーブ１５はカウンターパンチ１２にガイドされてスライド自在とされている。ノックアウトスリーブ１５は、その後端部１５ｂをスリーブスペーサー１６に支持されており、カウンターパンチホルダー１３に貫通形成されたガイド穴１３ｃに貫挿されスリーブスペーサー１６に連結されたノックアウトピン１７の前後動に伴って、ダイス穴１１内をスライド移動することができる。
【０００４】
上記従来の押出加工装置の作動は次のとおりである。まず、ダイス穴１１にワーク素材が挿入された後、スライド２がダイス１側に接近する方向に移動して、スライド２に固定されたパンチ２１とダイス穴１１の内部に設置されたカウンターパンチ１２との間でワーク素材を圧縮する。ワーク素材は圧縮されることにより、その材料がダイス穴１１の内周面１１ａとカウンターパンチ１２の外周面１２ｃの間に流入して、穴Ｐａを有する押出製品Ｐが形成される（図７）。この後に、ノックアウトピン１７がダイス穴１１の方向に前進して、スリーブスペーサー１６に支持されたノックアウトスリーブ１５の先端部１５ｃがダイス穴１１より突出して、押出製品Ｐをダイス穴１１から外部に押し出し排出する（図８）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、後方押出の際には、ダイス穴１１の内周面１１ａとカウンターパンチ１２の外周面１２ｃの間に押出製品Ｐの成形空間１８を確保するため、ノックアウトスリーブ１５の後端側部分１５ａ（寸法Ｘで示される部分）をダイス穴１１からカウンターパンチホルダー１３側へ退出させておく必要がある。そこで、ダイス穴１１の後端部１１ｂとカウンターパンチホルダー１３の前端部１３ａの間には、ノックアウトスリーブ１５の後端側部分１５ａを収容するスペースが必要となり、その収容スペース分だけカウンターパンチ１２を長くせざるを得ず、ダイス１のサイズが大きくなっていた。
【０００６】
また、カウンターパンチ１２はノックアウトスリーブ１５により直線状態を保たれるように外周面１２ｃが支持されているが、後方押出が開始されると、図８に示されるようにノックアウトスリーブ１５の後端側部分１５ａがダイス穴１１内に移動して、支持の無いむき出し状態となる。また、ノックアウトスリーブ１５は後方押出される押出製品Ｐの形状に合わせて設定されるため、押出製品Ｐの形状によっては厚みを十分取ることができず、カウンターパンチ１２を直線状態に保つための強度を確保できない場合がある。
【０００７】
したがって、カウンターパンチ１２をあまり細長くすると、ワーク素材を後方押出した際の反力によって座屈変形するおそれがある。カウンターパンチ１２の長さを抑えるには押出製品Ｐの長さを短くするしかなく、そのため、軸方向寸法Ｌと径方向寸法Ｄの寸法比Ｌ／Ｄを小さく抑えた押出製品しか製造できないという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、斯かる実情に鑑み、カウンターパンチの長さを短く抑えて、寸法比Ｌ／Ｄの大きい押出製品を製造してもカウンターパンチの座屈が生じにくい押出加工方法および押出加工装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ダイス穴に挿入されたワーク素材を、前記ダイス穴の内部に設置されたカウンターパンチと前記ダイス穴に進入するパンチとで圧縮して、前記カウンターパンチにより後方押出を行う後方押出方法であって、
前記カウンターパンチの根元部を固定するカウンターパンチホルダーに、前記カウンターパンチの外周面を囲むように配置された複数個のガイド穴を、前記カウンターパンチの軸方向と平行に貫通形成し、
前記ガイド穴にノックアウトピンをスライド可能に貫挿し、
前記ノックアウトピンを前記カウンターパンチと平行に延長して前記カウンターパンチの外周面と前記ダイス穴の内周面の間に介在させ、
前記ダイス穴にワーク素材を挿入して前記パンチを進入させるときは、前記ダイス穴の内周面と前記カウンターパンチの外周面の間に押出製品の成形空間を確保するように、前記ノックアウトピンを前記カウンターパンチホルダー側に後退させ、
後方押出が終了して前記ダイス穴から前記パンチが退出した後は、前記ノックアウトピンの先端部を前記ダイス穴から突出させて前記ダイス穴から押出製品を排出するように、前記ノックアウトピンを前進させることを特徴とする後方押出方法を提供する。
【００１０】
請求項２の発明は、ダイス穴に挿入されたワーク素材を、前記ダイス穴の内部に設置されたカウンターパンチと前記ダイス穴に進入するパンチとで圧縮して、前記カウンターパンチにより後方押出を行う後方押出装置であって、
前記カウンターパンチの根元部を固定するカウンターパンチホルダーに、前記カウンターパンチの外周面を囲むように配置された複数個のガイド穴が、前記カウンターパンチの軸方向と平行に貫通形成されており、
前記ガイド穴にはノックアウトピンがスライド可能に貫挿されており、
前記ノックアウトピンは前記カウンターパンチと平行に延びて前記カウンターパンチの外周面と前記ダイス穴の内周面の間に介在しており、
ワーク素材を挿入された前記ダイス穴に前記パンチを進入させるときは、前記ダイス穴の内周面と前記カウンターパンチの外周面の間に押出製品の成形空間を確保するように、前記ノックアウトピンを前記カウンターパンチホルダー側に後退させ、
後方押出が終了して前記ダイス穴から前記パンチが退出した後は、前記ノックアウトピンの先端部を前記ダイス穴から突出させて前記ダイス穴から押出製品を排出するように、前記ノックアウトピンを前進させることを特徴とする後方押出装置を提供する。
【００１１】
請求項１および２の発明によれば、従来の後方押出装置のように、押出製品の成形空間を確保するために、すなわちノックアウトスリーブの収容スペースを確保するために、わざわざカウンターパンチを長くする必要がない。また、ノックアウトピンの押出製品に接する部分以外については、ダイス穴の内周面およびガイド穴で支持されるノックアウトピンで直線状に保持されているため、大きな加工圧力が加わっても容易に座屈することはない。したがって、寸法比Ｌ／Ｄの大きい押出製品を製造してもカウンターパンチの座屈が生じにくいという作用効果を奏するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１乃至図６は本実施形態の後方押出装置を説明する図である。本後方押出装置は、ダイス穴に挿入されたワーク素材をダイス穴の内部に設置されたカウンターパンチにより後方押出して穴が形成された押出製品を得るものである。本後方押出装置は、ワーク素材Ｗを挿入するダイス穴３１が形成されダイス穴３１の内部にカウンターパンチ３２が設置されたダイス３と、ダイス穴３１に進入してワーク素材Ｗを圧縮するパンチ４１が取り付けられたスライド４との組み合わせにより構成される。
【００１４】
ダイス穴３１は、後方押出加工の対象となる円柱状のワーク素材Ｗを受け入れるとともに、後方押出により得られる押出製品Ｐの外径を内周面３１ａで規定する。ダイス穴３１の内部には、ダイス穴３１に挿入されるワーク素材Ｗをパンチ４１と協働して軸方向に圧縮するとともにワーク素材Ｗを後方押出するカウンターパンチ３２がダイス穴３１と同軸となるように設置されている。カウンターパンチ３２は、ダイス３におけるダイス穴３１の後端側に連結固定されるカウンターパンチホルダー３３に根元部３２ａが固定されている。カウンターパンチ３２およびカウンターパンチホルダー３３はダイス３に連結固定されるダイスプレート５に後端部３２ｂ，３３ｂを支持されており、ワーク素材Ｗを圧縮した際に生じる加工圧力を受止可能としている。
【００１５】
カウンターパンチホルダー３３には、図６に示されるように、カウンターパンチ３２の外周面３２ｃを周方向で間隔をおいて囲むように配置された３個（複数個）のガイド穴３３ｃが、カウンターパンチ３２の外周面３２ｃに接するようにカウンターパンチ３２の軸方向と平行に貫通形成されている。なお、カウンターパンチ３２の根元部３２ａは、カウンターパンチ３２の他の部分（外周面３２ｃ）に比べて径が太くなっているが、溝３２ｄが形成されることによりガイド穴３３ｃ内に突出する部分が削り取られている。また、ダイスプレート５には、ガイド穴３３ｃと同一断面を有する操作ピン穴５１が、ガイド穴３３ｃと接続されるように形成されている。
【００１６】
ガイド穴３３ｃには、ノックアウトピン３４がスライド可能に貫挿されている。ノックアウトピン３４は、カウンターパンチ３２と平行に延び、カウンターパンチ３２の外周面３２ｃとダイス穴３１の内周面３１ａの間に嵌合するように介在して、カウンターパンチ３２を周囲から支持している。操作ピン穴５１には、ノックアウトピン３４の後端部３４ｂを支持する操作ピン５２が挿通されており、ノックアウトピン３４を以下のタイミングで前後動させるように操作する。
【００１７】
ダイス穴３１にワーク素材Ｗが挿入されてパンチ４１の進入により後方押出が行われるとき（図３）には、ノックアウトピン３４がカウンターパンチホルダー３３側に後退して、ダイス穴３１の内周面３１ａとカウンターパンチ３２の外周面３２ｃの間に押出製品の成形空間３５を確保する。また、後方押出が終了してダイス穴３１からパンチ４１が退出した後（図５）は、ノックアウトピン３４は前進して、先端部３４ａをダイス穴３１から突出させて押出製品Ｐを排出する。
【００１８】
スライド４に取り付けられたパンチ４１はダイス穴３１と同軸となるように配置されており、根元部４１ａがパンチケース４２により固定され、後端部４１ｂがパンチスペーサ４３に支持されて、ワーク素材Ｗを圧縮した際に生じる加工圧力を受止可能とされている。パンチ４１はカウンターパンチ３２と同様にワーク素材Ｗを後方押出するものであり、ダイス穴３１との間にはパンチスリーブ４４が嵌合する。パンチスリーブ４４の後端部４４ａはスリーブセットプレート４５に支持されており、スリーブセットプレート４５にはノックアウトガイドピン４６がパンチケース４２に対して前後スライド可能に支持されている。ノックアウトガイドピン４６は、ノックアウトプレート４７を介して操作ロッド４８によって前後スライドさせられるように構成されている。
【００１９】
上記した実施の形態の作動を説明する。まず、スライド４がダイス３から離間した状態で、ワーク素材Ｗが不図示のマニプレータによりダイス穴３１に挿入可能な位置にセットされる（図１）。マニプレータがワーク素材Ｗの一部をダイス穴３１に挿入した後、スライド４がダイス３に接近することにより、パンチ４１でダイス穴３１の内部に完全に押し込む（図２）。なお、ワーク素材Ｗの両端部には凹部Ｗａ，Ｗｂが形成されており、ワーク素材Ｗとカウンターパンチ３２およびパンチ４１との芯決めが確実に行われるようになっている。
【００２０】
スライド４がダイス３にさらに接近すると、パンチ４１がダイス穴３１に進入し、ワーク素材Ｗはカウンターパンチ３２およびパンチ４１に圧縮されて後方押出され、押出製品Ｐが形成される（図３）。このとき、ノックアウトピン３４はスライド４の動きに連動してカウンターパンチホルダー３３側に後退し、ダイス穴３１の内周面３１ａとカウンターパンチ３２の外周面３２ｃの間に押出製品の成形空間３５を確保する。また、スライド４の前進に伴い操作ロッド４８がスライド４に対して相対的に後退し、パンチスリーブ４４は、パンチ４１とダイス穴３１の間に流入するワーク素材Ｗの材料により成形空間３５が確保されるように後退させられる。
【００２１】
スライド４が後退し始めると、操作ロッド４８によりパンチスリーブ４４がパンチ４１に対して相対的に前進させられ、押出製品Ｐがパンチ４１から引き離される（図４）。そして、さらにスライド４が後退することにより、パンチ４１およびパンチスリーブ４４がダイス穴３１から退出する。ノックアウトピン３４はスライド４の動きに連動して前進し、ダイス穴３１から押出製品Ｐを外部に押し出す（図５）。
【００２２】
上記のとおり、ノックアウトピン３４をダイス穴３１内まで延設して、ノックアウトピン３４で押出製品Ｐを直接押し出て外部に排出させるようにしたので、従来の後方押出装置で用いられていた筒状のノックアウトスリーブを廃止することができる。これにより、ノックアウトスリーブの収容スペースを確保するために、わざわざカウンターパンチを長くする必要がなくなり、座屈変形につながる原因を取り除くことができる。
【００２３】
また、ノックアウトピン３４を、カウンターパンチ３２の外周面３２ｃを囲むように、かつカウンターパンチ３２の外周面３２ｃとダイス穴３１の内周面３１ａの間に挟み込まれるように介在させたので、カウンターパンチ３２の押出製品Ｐに接する部分以外については、高強度のダイス穴３１で直線状に保持されることになり、大きな加工圧力が加わっても容易に座屈することはない。
【００２４】
本実施形態では、両端部に穴が形成された押出製品Ｐを成形するように、パンチ４１にも後方押出をさせるようにしたが、これに限らず、パンチ４１をダイス穴３１と嵌合するサイズとして、ワーク素材Ｗを専らカウンターパンチ３２に押し付けるだけのものとしても良い。
【００２５】
本実施形態では、パンチ４１をダイス穴３１に対して前進後退させるようにしたが、ダイス穴３１をパンチ４１に対して前進後退させるようにしても良い。
【００２６】
本実施形態では、ノックアウトピン３２をスライド４の動きに連動させて後退させるようにしたが、これに限らず、ノックアウトピン３２をフリー状態とし、カウンターパンチ３２とダイス穴３１の間に流入するワーク素材の材料に押されて後退するようにしてもよい。
【００２７】
本発明の後方押出方法および後方押出装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、従来の後方押出装置のように、押出製品の成形空間を確保するために、すなわちノックアウトスリーブの収容スペースを確保するために、わざわざカウンターパンチを長くする必要がない。また、ノックアウトピンの押出製品に接する部分以外については、ダイス穴の内周面およびガイド穴で支持されるノックアウトピンで直線状に保持されているため、大きな加工圧力が加わっても容易に座屈することはない。したがって、ダイスの小型化を図ることができるとともに、寸法比Ｌ／Ｄの大きい押出製品を製造してもカウンターパンチの座屈が生じにくいという優れた効果を奏し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る後方押出装置にワーク素材をセットした状態を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る後方押出装置のダイス穴にワーク素材を押し込んだ状態を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る後方押出装置による後方押出が完了した状態を示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る後方押出装置により後方押出された押出製品からパンチを引き離した状態を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係る後方押出装置のダイス穴から押出製品を外部に排出する状態を示す図。
【図６】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図７】従来の後方押出装置による後方押出が完了した状態を示す図。
【図８】従来の後方押出装置から押出製品が排出された状態を示す図。
【図９】図７におけるＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
３　　ダイス
４　　スライド
３１　　ダイス穴
３１ａ　　内周面
３２　　カウンターパンチ
３２ｃ　　外周面
３３ｃ　　ガイド穴
３３　　カウンターパンチホルダー
３４　　ノックアウトピン
４１　　パンチ
Ｐ　　押出製品
Ｗ　　　ワーク素材
【図１】
2004122176.tif 000003
【図２】
2004122176.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004122176.tif 000009
【図８】
2004122176.tif 000010
【図９】
2004122176.tif 000011