JP2013039581A - 押出プレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧回路の構成と制御を簡略化して、装置の製作に掛かるコストの削減と、バープサイクルにおける工程時間の短縮を図ることができる押出プレス装置を提供する。
【解決手段】エンドプラテンと、ダイスと、コンテナと、コンテナ内のビレットを押圧するステムが先端に設けられたラムをメインシリンダに係合してステムが進退自在に配されるとともに、ラムが無負荷移動する際にメインシリンダ内への作動油の吸入とメインシリンダ内からの作動油の排出を行うプレフィルバルブを備えた押出プレス装置において、プレフィルバルブにバルブ開度の調整手段を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は押出プレス装置に係り、特にバープサイクルにおける工程時間の短縮を図るようにした押出プレス装置に関する。

一般に、金属材料、例えばアルミニウム又はその合金材料などによるビレットを押出装置により押出す場合、油圧シリンダで駆動されるラムの先端部にステムが取付けられており、ダイスにコンテナを押し付けた状態で、ビレットをステムなどでコンテナ内に収納する。そして、ラムを更に油圧シリンダの駆動により前進させることにより、ビレットがステムにて押圧される。そこで、ダイスの出口部から、成形された製品が押出される。

コンテナの内径よりも小径としたビレットをコンテナ内に収納した後、コンテナ内でビレットをビレット後方のステムでダイスに押圧して、いわゆるアプセットを行うと、ビレットが押し潰されて中央部が膨れた太鼓状に変形し、コンテナとビレットの間、特に、コンテナ内壁のダイス側端面部に空気が圧縮されて滞留する。前記コンテナ内に滞留した圧縮空気を排出するために、ステムとコンテナとを僅かに後退させ、ダイス端面とコンテナ端面との間に隙間を設け、圧縮空気を排出した後に再度コンテナとステムを前進させて押出を開始する。このようにして圧縮されたコンテナ内の空気を排出する工程をバープサイクルと呼んでいる。

従来型の押出プレス装置では、メインシリンダにラムの無負荷移動に際してメインシリンダ内の作動油を短時間で給排する手段としてのプレフィルバルブが設けられており、非押出時のラムの移動に際しては前記プレフィルバルブの開閉が不可避となり、常にフルストローク移動することからプレフィルバルブの開閉に時間を要する。このために、押出工程において前記バープサイクルを行うとサイクルタイムは長くなっていた。

この問題を解決するため、コンテナの後退とともにラムを後退させる場合にプレフィルバルブを閉じた状態でもメインシリンダに通じ作動油の抜き出しを行う、前記プレフィルバルブとは独立した、複数個の油圧バルブをメインシリンダの後部に設けた構成としている。この構成により、バープサイクルにおけるラムの後退動作に際してプレフィルバルブの開閉動作を行うことなくメインシリンダ内の作動油を排出することができ、バープサイクル時間の短縮を可能としている。（特許文献１）

ところで、前記特許文献１で開示された従来型の押出プレス装置では、バープサイクルのラム後退動作におけるメインシリンダ内の作動油を排出するために、複数の油圧作動バルブを設けた構成である。このため、押出プレスを構成する油圧回路と制御が複雑となり、また装置の製作コストが高くなるという問題を有していた。

特開平５−２２０５９７号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、油圧回路の構成と制御を簡略化して、装置の製作にかかるコストの削減と、バープサイクルにおける工程時間の短縮を図ることができる押出プレス装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明の請求項１に記載の押出プレス装置は、エンドプラテンと、ダイスと、コンテナと、コンテナ内のビレットを押圧するステムが先端に設けられたラムをメインシリンダに係合して前記ステムが進退自在に配されるとともに、前記ラムが無負荷移動する際に前記メインシリンダ内への作動油の吸入と前記メインシリンダ内からの作動油の排出を行うプレフィルバルブを備えた押出プレス装置において、前記プレフィルバルブにバルブ開度の調整手段を設けたことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の押出プレス装置は請求項１に記載の発明において、前記バルブ開度の調整手段によるプレフィルバルブの開度調整は、アプセット後に前記ステムが微小後退移動するとき行なわれることを特徴とする。

本発明の押出プレス装置では、バルブの開度を調整可能としたプレフィルバルブを用いる構成としたので、バープサイクルにおけるラム移動動作におけるメインシリンダ内からの作動油の排出に際し、プレフィルバルブを所定の開度に調整することができる。このため、プレフィルバルブの開閉時間の短縮が図れ、バープサイクル時間を短縮することができる。
また、プレフィルバルブを開いてメインシリンダ内の作動油を排出するので、排出するための油圧バルブを削除することができる。このため、押出プレス装置の構成を簡略化でき、装置の製作コストを削減することができる。

本発明の押出プレス装置の概要を説明するための断面図である。 本発明の押出プレス装置に用いるプレフィルバルブの断面図である。 本発明の押出プレス装置のバーブサイクル完了までの工程を説明するための図面である。

以下実施の形態に係る押出プレス装置の構成について、図を用いて説明する。図１に示すように、本発明の押出プレス装置は、エンドプラテン１０とメインシリンダ１２を対向して配置し、両者を複数のタイロッド１４によって連結している。エンドプラテン１０の内側面には押出孔が形成されたダイス１６を挟んでコンテナ１８が配置され、コンテナ１８内にビレット２０を収納し、これをダイス１６に向けて押出加圧することでダイス孔に応じた断面の製品が押出される。

押出作用力を発生させるメインシリンダ１２は、ラム１３を内蔵し、これをコンテナ１８向けて加圧移動可能としている。１９はコンテナホルダであり、コンテナ１８が取付けられている。
このラム１４の前端部にはコンテナ１８のビレット収納穴と同芯配置されるように、ステム２４がコンテナ１８に向けて突出状態でクロスヘッド２２を介して取付けられている。従って、メインシリンダ１２を駆動してクロスヘッド２２を前進させると、ステム２４がコンテナ１８のビレット収納穴に挿入され、収納されたビレット２０の後端部を加圧して製品を押出すのである。

メインシリンダ１２には、押出軸芯と平行に複数のサイドシリンダ１５が取付けられており、そのシリンダロッド１５Ａがクロスヘッド２２に連結されている。これによって、押出工程の準備工程としてステム２４をコンテナ１８に近接させた位置に初期移動（無負荷前進）させ、押出加圧動作はメインシリンダ１２及びサイドシリンダ１５の両方を用いて行わせる。
又、押出完了後の工程として、ステム２４をコンテナ１８から離間させたビレット２０をコンテナ１８に供給する位置に移動（無負荷後退）させる構成となっている。

エンドプラテン１０には、押出軸芯と平行に複数のコンテナシリンダ１７が取付けられており、そのシリンダロッド１７Ａがコンテナホルダ１９に連結されている。これによって、コンテナ１８をダイス１６に対して接離自在に移動させる。
そして、メインシリンダ１２には、ステム２４を準備工程としての押出初期位置と、押出完了後のビレット供給位置に移動（無負荷移動）させるに際して、メインシリンダ１２内の作動油を給排するプレフィルバルブ２３が設けられており、バルブ本体２３Ａ、プレフィルシリンダ２３Ｂ、バルブ２３Ｃにより基本構成されている。バルブ２３Ｃは、プレフィルシリンダ２３Ｂによって駆動されオイルタンク２５とメインシリンダ１２との通路を押出動作に応じて連通又は遮断する。

図２に、バルブ開度の調整手段を備えたプレフィルバルブ２３の要部を示し、バルブ２３Ｃがバルブ本体２３Ａと当接してプレフィルバルブ２３を全閉（通路の遮断）した状態である。２３Ｅは全閉位置を、２３Ｄは全開位置を確認する位置の検出器である。３３はプレフィルバルブ２３のバルブ２３Ｃの開度を検出する位置検出器であり、予め定めた所定のバープサイクルにおけるバルブの開度となるように位置設定される。例えば、バルブ２３Ｃの全ストロークが７０ｍｍであったときに、バープサイクルにおけるストロークは１５ｍｍ程度に調整される。この開度は、アプセット量やアプセット圧力等により調整されることが好ましい。
プレフィルバルブ２３におけるバルブ開度の調整手段は、バルブ開度を検出する位置検出器３３を備えており、位置検出器３３により検出したバルブ開度を位置保持可能な後述する比例電磁式方向流量調整弁３７で制御する構成としている。なお、比例電磁式方向流量調整弁３７に替えて油圧サーボバルブを用いる構成であっても良い。

図１を参照して油圧回路３１の構成について説明する。メインシリンダ１２、サイドシリンダ１５、コンテナシリンダ１７、プレフィルバルブ２３には図１に示す油圧回路３１を介して油圧駆動源３０と連結され、それぞれ圧油が供給される構成となっている。
電磁式切替弁４１を介してメインシリンダ１２に圧油が供給され押出が行われる。符号４２は、ビレット２０をアプセットした後のバープサイクル時及び押出工程終了時にメインシリンダ１２内に封圧された圧油の圧抜きを行う電磁式切替弁である。ソレノイドを励磁することで絞り弁に切り替わるとともに、タンクラインに連通してメインシリンダ１２内の圧力を大気圧力近くまで開放する。

図に示すように、油圧回路３１にはメインシリンダ１２及びサイドシリンダ１５の油圧圧力を検出する圧力センサ４５、４６が設けられており、圧力検出センサ４６はステム２４が前進してビレット２０をコンテナ１８内に収納し、ビレット２０の端面がダイス１６に当接した際のサイドシリンダ１５内の所定圧力を検出する。検出した圧力信号が制御装置に送られ、制御装置の指令によりビレット２０の収納の工程を終了し、ビレット２０のアプセット工程に移行する。

また、圧力センサ４５はビレット２０のアプセット工程におけるラム１３に作用するメインシリンダ１２内の所定圧力を検出する。検出した圧力信号は制御装置に送られ、制御装置の指令によりビレット２０のアプセット工程を終了し、バープサイクルへ移行する。
そして、サイドシリンダ１５は電磁式切替弁３６により、コンテナシフトシリンダ１７は電磁式切替弁３５により、プレフィルバルブ２３は比例電磁式方向流量調整弁３７によりそれぞれ切替制御される。即ち、所望のソレノイドを励磁又は消磁することで各アクチェータ（シリンダ）を作動させることができる。

次に、以上のように構成された押出プレス装置のバープサイクルについて、図３を参照して説明する。
図３に示すように、本発明におけるバープサイクルでは、ステム２４の前進が停止してアプセット工程が終了した後の押出開始前に、図３（ア）電磁式切替弁４２のソレノイド（ａ）を励磁してメインシリンダ１２内の圧力を降圧し、（イ）比例電磁式方向流量調整弁３７を制御し、プレフィルバルブ２３を微小開きしてその開度を保持し、（ウ）電磁式切替弁３５のソレノイド（ａ）を励磁してコンテナシフトシリンダ１７を作動させてコンテナとステム２４を後退させコンテナ１８内の圧縮空気を排出する。次いで、（エ）電磁式切替弁３６のソレノイド（ｂ）を励磁してステム２４とコンテナ１８を前進させ、（オ）比例電磁式方向流量調整弁３７のソレノイド（ｂ）を励磁してプレフィルバルブを閉じる。これによりバープサイクルが終了し、コンテナ１８内でビレット２０がダイス１６に押圧される押出工程が開始される。

図３（ウ）において、ビレット２０をアプセットした後にコンテナ１８及びステム２４が後退して形成する隙間は数ミリメートルであり、僅かの油量の排出でラム１３の後退が完了する。ラム１３の後退に伴うメインシリンダ１２からの作動油の排出は、プレフィルバルブ２３を微小ストローク開放して行われ、プレフィルバルブ２３の開度は前記した排出油量に応じた大きさに設定されている。このとき、プレフィルバルブ２３の開度はメインシリンダ１２からの排出油が作用して開度が変化しないよう比例電磁式方向流量調整弁３７のソレノイド（ａ）及び（ｂ）を適宜操作してバルブの開度を一定に保持する制御を行う。

図３（ウ）サイドシリンダ１５を制御する電磁式切替弁３６の中間ポジションは、サイドシリンダ１５のロット側とヘッド側がタンクラインに連通しており、コンテナ１８の後退に伴ってステム２４が押動され、サイドシリンダ１５の作動油はオイルタンクへ還流される。このようにして、コンテナ１８とステム２４は、所定のストロークまで後退移動する。
コンテナ１８内に収納の後、ステム２４によって押圧されてコンテナ内で潰されるビレット２０の外周面は、コンテナ内壁との間で貼着される。このように、コンテナ１８内壁とビレット２０の外周面に貼着力が作用することで、ビレット２０を介してコンテナ１８の後退移動によるステム２４の後退移動とステム２４の前進移動によるコンテナ１８の前進移動が可能となる。
なお、本発明の実施の形態において、前進とは押出方向への動作を示し、後退とはその反対方向の動作を示す。

以上説明したように、従来のバープサイクルにおけるラム移動時にメインシリンダ内の作動油を吸入、供給する作動バルブに替わりプレフィルバルブにバルブ開度の調整手段を設け、プレフィルバルブを微小量開いて作動油を排出する構成とした。このため、バープサイクル時間を短縮することができ、押出プレス装置の生産性が向上する利点を有する。また、給排出の作動バルブを削除したので、装置の簡略化とコストの低減という優れた効果を有する。

１０ エンドプラテン
１２ メインシリンダ
１３ ラム
１６ ダイス
１８ コンテナ
２０ ビレット
２３ プレフィルバルブ
２４ ステム
３３ 位置検出器
３７ 比例電磁式方向流量調整弁

Claims (2)

1. エンドプラテンと、ダイスと、コンテナと、コンテナ内のビレットを押圧するステムが先端に設けられたラムをメインシリンダに係合して前記ステムが進退自在に配されるとともに、前記ラムが無負荷移動する際に前記メインシリンダ内への作動油の吸入と前記メインシリンダ内からの作動油の排出を行うプレフィルバルブを備えた押出プレス装置において、
   前記プレフィルバルブにバルブ開度の調整手段を設けたことを特徴とする押出プレス装置。
2. 前記バルブ開度の調整手段によるプレフィルバルブの開度調整は、アプセット後に前記ステムが微小後退移動するとき行なわれることを特徴とする請求項１に記載の押出プレス装置。

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