押出ダイスの製造方法およびこれに用いる放電加工用電極
【課題】押出形材の中空部を成形するベアリング面を含むマンドレル部を有する雄型を、所要の形状に精度良く確実に加工できると共に、少ない工数や時間で製造できる押出ダイスの製造方法、およびこれに用いる放電加工用電極を提供する。
【解決手段】中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型（Ｄ２）の製造方法であって、鋼製の型素材Ｄ１に対し、マンドレルＭ１およびブリッジＢを目的とする形状に近似する形状に荒加工する工程と、荒加工された型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工する複数の加工部（凸部１３，１５、傾斜部１４，１６など）を含む単一の放電加工電極１０を対向させて放電加工する工程と、を含む、押出ダイスの製造方法。
【解決手段】中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型（Ｄ２）の製造方法であって、鋼製の型素材Ｄ１に対し、マンドレルＭ１およびブリッジＢを目的とする形状に近似する形状に荒加工する工程と、荒加工された型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工する複数の加工部（凸部１３，１５、傾斜部１４，１６など）を含む単一の放電加工電極１０を対向させて放電加工する工程と、を含む、押出ダイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材を成形するための押出ダイスの製造方法およびこれに用いる放電加工用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材を成形する場合には、係る押出形材の外形に倣った断面のベアリング面を含む成形孔を有する雌型と、係る雌型の前記成形孔に挿入する中空部の断面形状に倣ったベアリング面を含むマンドレル部および軟化したアルミニウム合金のメタルを分流して通過させ且つ上記マンドレル部の付近に導く複数のメタル通過孔を有する雄型とが、併用されている。
上記雌型の成形孔に含まれるベアリング面は、鋼製の型素材の中心部に対し、目的とする押出形材の外形に倣ってワイヤーカット放電加工を行うことにより、容易に製作することができる。
一方、雄型のうち、複数のメタル通過孔は、鋼製の型素材に対し、予め、マシニングセンター、あるいは汎用フライスなどによる複数の機械切削加工によって形成できるが、雄型のベアリング面を含むマンドレル部には、機械切削加工の難しい部分があるため、これまで係る部分ごとに専用の放電加工用電極を用意して放電加工を行っていた。
【０００３】
例えば、雄型において、成形すべきベアリング面を含むマンドレル部の部分的な形状に対応した形状を有する複数個の基準加工電極を用意し、これらの基準加工電極を交換しつつ、放電加工することにより、マンドレル部を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献１のマンドレル部を加工する方法では、加工部位ごとに複数個の加工電極を順次用いるため、交換のための段替えが必要となり、工数を要し且つコスト高を招いていた。しかも、複数の放電加工を経る間に、マンドレルの基準加工面がずれ易いため、所要の形状に精度良く加工することが困難でバラツキを生じるおそれがあった。この結果、成形される中空部を有する押出形材の形状や寸法が安定し難い、という問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−５６７２６号公報 （第１〜８頁、第５，６図）
【０００５】
そのため、放電加工を施す部分は必要最小限とし、機械切削加工できる部分には、汎用フライスなどによる加工を行っていた。しかし、汎用フライス加工などによる場合は、作業者によって、形状や寸法の精度にバラツキがあるため、ダイス設計者の意図が正確に反映されない場合がある、という問題もあった。
また、鋼製の型素材は、強度を向上させるため、熱処理を施す場合がある。係る熱処理された型素材は、強度が向上するため、その後に行う機械切削加工が難しくなる。このため、型素材の機械切削加工は、熱処理の前に行っていた。しかし、係る熱処理は、高温（例えば、１０２０℃）で施されるため、当該熱処理された後の型素材に変形が生じてしまう。その結果、熱処理の後において、形状や寸法精度が重要な部分に対しては、再度の機械切削加工が必要となる、という問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、押出形材の中空部を成形するベアリング面を含むマンドレル部を有する雄型を、所要の形状に精度良く確実に加工できると共に、少ない工数および時間で製造できる押出ダイスの製造方法、およびこれに用いる放電加工用電極を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、発明者らの鋭意研究および試行の結果、マンドレル部およびその付近を単一の放電加工電極で一度に形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の押出ダイスの製造方法（請求項１）は、中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造方法であって、鋼製の型素材に対し、マンドレルおよびブリッジを目的とする形状に近似する形状に荒加工する工程と、荒加工された型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工する複数の加工部を含む単一の放電加工電極を対向させて放電加工する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、予め荒加工された型素材のマンドレル部やこれに隣接するブリッジを、少ない回数の放電加工により、何れの作業者が何度行っても、所要の形状および寸法に精度良く確実に加工することができる。しかも、形状および寸法の精度が高くなるため、押出加工時にダイス設計者が意図したメタル流動が得られるので、得られる押出形材の形状および寸法の精度や表面粗度なども良好となって、試し押し（テスト押し）のための回数を低減できる。加えて、ダイス設計者が意図したように、押出ダイスに加わる応力分布が得られ、ダイスの寿命を延ばすことができるので、保有すべきダイスの数を最小限にできる。このため、製作コストのみならず、押出工程の管理コストの低減も可能となる。
【０００９】
また、本発明の方法で押出ダイスを製造する場合、放電加工では鋼材の機械的強度に関係なく切削加工できるので、従来、熱処理前に機械切削加工していた部分、特に形状精度を要する部分（例えば、マンドレル部分の首下部やメタル流路など）も、本発明の放電加工用電極で熱処理した後、一度に放電加工することができる。この結果、熱処理の前に切削加工をしないので、従来のように加工部の形状が熱処理で歪むことも回避できる。
更に、従来機械切削加工していた部分も他の部分と一緒に放電加工するため、放電加工自体の所要時間が従来よりも延びるが、係る放電加工する部分の機械切削加工が不要となるので、トータル（全工程）での加工時間を短縮できる。
しかも、従来では、連続する部位を個々に切削加工するため、連続する部位間の境目に角が生じ易く、メタル流動が阻害される。このため、係る角部分をアール取りで除去する面倒な後工程が必要であった。本発明によれば、連続する部位を単一の放電加工で形成できるため、連続する部位の境目に相当する電極部分に予めアール形状を付しておくことで、上記後工程を不要にできる。
【００１０】
尚、前記マンドレル部などに対する放電加工には、単一（一種）の放電加工電極のみで放電加工する他、例えば、マンドレル部における一方の側面と他方の側面とを、専用である一対の放電加工電極で個別に放電加工したり、３個以上の放電加工電極で個別に放電加工する形態も含まれる。あるいは、前記マンドレル部などの軸方向（押出方向）に沿った複数の部位に対し、専用である複数の放電加工電極で個別に放電加工することも含まれる。即ち、前記単一とは、同じ側面、周面、または複数の連続する部位に対して、一回の放電加工のみを行うことである。
更に、前記複数の連続する部位とは、例えば、ベアリング部（予定面）とベアリング部の逃げ部、ベアリング部とその上流側（ビレット側）に位置するメタル溜まり部のアンダーカット部、アンダーカット部とその上流側に位置し且つアンダーカット部へメタルを送給するバルクヘッド、あるいは、中空押出形材のウェブ（仕切り壁）にメタルを送給するためのトンネルと流れ込み部と流し込み部などである。上記トンネルは、複数の中空部を区画するウェブを成形するため、最接近する一対のベアリング面の間にメタルを供給するための空間（メタル溜まり）である。
加えて、前記放電加工の対象となるブリッジは、複数のメタル通過孔を区画する複数のブリッジの中央部側を含むと共に、マンドレル部の上流側に隣接し且つ前記複数のブリッジが収束する中央部分も含まれる。
【００１１】
一方、本発明の放電加工用電極（請求項２）は、中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造するために用いる放電加工用電極であって、鋼製の型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工するための複数の加工部を含む、ことを特徴とする。
これによれば、マンドレル部やこれに隣接するブリッジを、一回の放電加工で形成できる前記放電加工を確実に行うことができる。しかも、一度に複数の部位を同時に放電加工できるため、マンドレル部などの形状および寸法を、ダイス設計者が意図した形状などに精度良く再現することが可能となる。更に、従来のように部分ごとの放電加工用の電極型を多数用意する場合に比べて、放電加工電極型の数が著しく低減できるため、工程管理も容易となる。
【００１２】
尚、前記放電加工用電極は、例えば、黒鉛または銅合金からなる所定形状の素材塊に対し、押出ダイスの設計図を基に加工されるが、係る設計図を２次元ではなく、予め３次元ＣＡＤなどによって全体および各部ごとの所要の形状と寸法とを数値化（モデリング）しておき、係る数値に基づき数値制御されたマシニングセンターやＮＣマシーンなどにより、切削、研削、研磨などを設定された順序および位置ごとで加工を施すことによって製作することが望ましい。
２次元の図面では、立体的な部分は表現が難しいので、係る部分は図面を読み取る作業者の解釈に任されるが、これでは、ダイス設計者の意図が正確に反映されない場合が生じる。本発明では、最初の設計段階で３次元データ化（モデリング）しておくことで、図面を読み取る作業者の解釈が加えられる余地がなくなるので、意図した通りの形状に再現できる。
【００１３】
このため、ダイス設計者の意図を正確に反映した電極を用いて放電加工を行うことで、正確な形状の押出ダイスを製造することができる。更に、３次元データ化（モデリング）することで、同じ形状および寸法の電極を、作業者が替わっても何回でも製造できるため、同じ形状および寸法の押出ダイスを容易且つ正確に製造することができる。
また、前記複数の加工部は、例えば、型素材におけるビレット側が前記アンダーカットとこれに隣接するバルクヘッド、トンネルと流れ込み部と流し込み部となるように反対の形状を備えている。例えば、入り隅のアンダーカットに対しは、相似形で且つ出隅形状が加工部となり、複数の中空部を区画するウェブとなる最接近する一対のベアリング面の間にメタルを供給するトンネル（貫通孔）に対しは、その軸方向に沿った凸部が加工部となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、本発明を実施するための最良の形態（一例）について、図１０に示す断面ほぼ日の字形状の押出形材（Ａ）を押出加工するポートホールダイスの雄型の製造方法を説明する。
図１は、本発明の対象である押出ダイスの雄型の予め荒加工後における型素材Ｄ１を示す斜視図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図である。
雄型の型素材Ｄ１は、例えば、ＳＫＤ６１などの工具鋼（鋼材）からなり、予め円柱形の鋼素材に対し、ドリルなどによる孔明け、切削、および研削加工などによる荒加工を施されたもので、円筒形の外周部１と、その内側から求心状に中心部に延びる４つのブリッジＢとを備えている。係るブリッジＢの交叉部である中央に支持されたマンドレル部Ｍ１は、目的とする中空部形状に近似した形状に加工されている。尚、機械加工により荒加工された型素材Ｄ１は、機械的強度を高めるため、所要の熱処理が施される。
【００１５】
図１，図２に示すように、外周部１と４つのブリッジＢとの間には、４つのメタル通過孔２が押出方向（図１，図２で下側から上側に向かう方向）に沿ってほぼ対称に貫通して形成されている。
荒加工されたマンドレル部Ｍ１は、押出方向の下流側に突出した全体がほぼ直方体を呈し、後端面４、これを囲む段部５、一対の長い側面６，７、および、一対の短い端面８を備えており、これらの上流側は、ブリッジＢに連続して支えられている。また、長方形を呈する後端面４の中央には、係る長方形を２分割する一定深さのスリットｓが、段部５に達する深さで形成されている。尚、係るマンドレル部Ｍ１は、上流部３と連続している。
【００１６】
図３は、本発明の放電加工用電極１０を示す斜視図である。尚、図３においては、下側（上流側）から上側（下流側）に向かう方向が押出方向である。
係る放電加工用電極１０の素材は、通常放電加工に用いられる黒鉛または銅合金などであるが、加工性を考慮すると黒鉛が望ましい。
放電加工用電極１０は、図３に示すように、放電加工部となる本体１１の内側面１２には、左右両端から水平（押出方向に直交する方向）に延びた一対の凸部１３、それらの上流側から斜め下向きに延びる傾斜部１４、内側面１２の中央部から水平（同上）に延びた３種類の凸部Ｔ、Ｖ、１５、および凸部１５の上流側から斜め下向きに延びる傾斜部１６が形成されている。
一対の凸部１３は、前記マンドレル部Ｍ１の端面８，８を放電加工する加工部であり、それらの内側の下隅には、メタルの流動を滑らかにするためのアールｒが対称に付されている。また、各傾斜部１４は、メタルを端面８，８付近に斜めに通す流路を形成するための加工部である。係る凸部１３と傾斜部１４とは、互いに連続している。
【００１７】
図３に示すように、内側面１２の中央部から突出する最上段の凸部Ｔは、メタルの逃げ部を形成する加工部であり、中段に位置する極細幅の凸部Ｖは、中空押出形材のウェブを成形するベアリング面用の加工部である。また、最下段に位置する断面ほぼ小判形の凸部１５は、凸部Ｖにより成形されるベアリング面の直下付近に後述するトンネルを成形するための放電加工用の加工部であり、その上下の各コーナーには、メタルの流動を滑らかにするためのアールｒが付されている。更に、傾斜部１６は、上記トンネルにメタルを斜めに通す流れ込み部を形成するための加工部である。係る凸部１５と傾斜部１６も、互いに連続している。傾斜部１６の下方には、ブリッジＢの上辺を受け入れる凹部Ｕが形成されている。
内側面１２には、後述する逃げ部を成形する平面１７、ベアリング部を成形する凹溝１８、アンダーカット部を成形する平面Ｑ、および、バルクヘッド部を成形する傾斜面１９（何れも加工部）が、連続して形成されている。
【００１８】
図３に示すように、平面１７と凹溝１８との押出方向の上流側には、アンダーカット部を成形する平面Ｑと、アンダーカット部にメタルを集束して流すための傾斜したバルクヘッドを成形する加工部の傾斜面１９が形成されている。係る傾斜面１９は、上記平面Ｑと連続している。
以上のような凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９（何れも加工部）を内側面１２に有する放電加工用電極１０は、黒鉛または銅合金からなる所定形状の素材塊に対し、予め上記各部ごとの所要の形状および寸法を、３次元データ化（モデリング）し、これらをコンピュータなどに記憶させておき、係る数値に基づき数値制御されたマシニングセンターやＮＣマシーンなどによって、切削、研削、研磨などを設定された順序に従って、各部ごとの加工を施すことにより製作される。
尚、上記放電加工用電極１０は、前記マンドレル部Ｍ１を加工の対象としているが、係るマンドレル部Ｍ１に隣接する各ブリッジＢの下流側を加工の対象とする形態としても良い。また、メタル流路を成形する傾斜部１４，１６、トンネルを成形する凸部１５、およびアンダーカット部を成形する平面Ｑなどの加工部は、熱処理後の放電加工により形成される。
【００１９】
図４は、前記図１，２で示した荒加工された型素材Ｄ１に対し、図３で示した放電加工用電極１０を用いて行う、本発明の押出ダイスの製造方法を示す概略の斜視図である。
予め、前記荒加工された型素材Ｄ１を、図示しない放電加工装置の絶縁性の油槽中に浸漬し且つ電極と導通させた状態とする。
次に、図４中の実線の矢印で示すように、型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１における側面６とこれに隣接する端面８，８の半分とに対し、前記と反対向きにした前記放電加工用電極１０を下降させ、且つ水平移動（前進）させて、内側面１２の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５などを接触直前とする。
係る状態で、型素材Ｄ１と放電加工用電極１０との間に所要の電圧を断続的に印加すると、当該電極１０の内側面１２に位置する凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９と、マンドレル部Ｍ１における側面６およびこれに隣接する端面８，８との微細な隙間で放電が断続的に生じる。
【００２０】
その結果、マンドレル部Ｍ１の側面６に対し、先ず、放電加工用電極１０の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５が徐々に進入すると共に、凸部１３のアールｒを有する内側面が端面８，８に接触して、平面１７と凹溝１８とに倣った形状に放電加工する。係る電極１０を水平移動（前進）させる途中からは、上記凸部１３，１５に隣接する傾斜部１４，１６も側面６に最接近して放電加工し始める。
更に、図５に示すように、放電加工用電極１０の凸部１３，１３間の平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９がマンドレル部Ｍ１の側面６に接触しつつ、対向する側面６の該当部分を、これらに倣った形状に放電加工する。
上記側面６およびこれに隣接する端面８，８に対する放電加工が終わると、放電加工用電極１０を後退および上昇させて、前記油槽から一旦引き上げる。
【００２１】
その結果、図６のマンドレル部Ｍ１の側面６で例示するように、前記凸部１５に倣ったトンネル２５の半分、係るトンネル２５の開口部に連通する前記傾斜部１６に倣った流れ込み部２６、前記平面１７に倣った平坦面２２および逃げ部２７、前記凹溝１８に倣い且つこれらを反転させた形状のベアリング部２８、およびアンダーカット２３が形成される。
次いで、図４中の破線の矢印で示すように、型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１における側面７とこれに隣接する端面８，８の半分とに対し、前記放電加工用電極１０を下降させ、且つ水平移動（前進）させて、内側面１２の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５などを接触直前とし、前記同様の電圧を電極１０とマンドレル部Ｍ１との間に印加する。すると、当該電極１０の内側面１２に位置する凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９と、マンドレル部Ｍ１における側面７およびこれに隣接する端面８，８との微細な隙間で放電が断続的に生じる。
【００２２】
その結果、図６に示すように、マンドレル部Ｍ１の側面７に対しても、前記同様に放電加工用電極１０の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５が徐々に進入すると共に、凸部１３の内側面が端面８，８に接触して、平面１７，Ｑと凹溝１８とに倣った形状に放電加工する。係る電極１０を水平移動（前進）させる途中からは、上記凸部１３，１５に隣接する傾斜部１４，１６も側面６に最接近して放電加工し始める。
更に、図６に示すように、放電加工用電極１０の凸部１３，１５，１３間の平面１７、凹溝１８、および傾斜面１９がマンドレル部Ｍ１の側面６に接触しつつ、対向する当該側面６の部分をこれらに倣った形状に放電加工する。
上記側面７およびこれに隣接する端面８，８に対する放電加工が終わると、放電加工用電極１０を後退および上昇させて、前記油槽から引き上げる。
【００２３】
その結果、図６に例示し且つ図７の斜視図に示すように、前記スリットｓの直下付近で側面６，７間を水平に貫通するトンネル２５、係るトンネル２５の側面７側の開口部に連通する前記傾斜部１６に倣った流れ込み部２６、前記平面１７に倣った平坦面２２および逃げ部２７、前記凹溝１８に倣い且つこれらを反転させた形状のベアリング部２８およびアンダーカット２３、更には、次述する傾斜したバルクヘッド２１がそれぞれ所定に位置に形成される。
【００２４】
更に、図７と図８の垂直断面図に示すように、側面７および端面８，８にも、前記凸部１３、傾斜部１４、平面１７、および凹溝１８に倣い且つこれらを反転させたベアリング部２８、アンダーカット２３、傾斜したバルクヘッド２１、および上流側にアール面ｒを有する平坦面２９が形成されたマンドレル部Ｍ２が形成される。これによって、マンドレル部Ｍ２を有する雄型Ｄ２が得られる。
尚、前記スリットｓとトンネル２５との間は、凸部Ｖにより形成された幅狭のメタル流路２４によって連通されており、係るトンネル２５内に流入したメタルをメタル流路２４を介して下流側のスリットｓに流動させることで、押出形材における複数の中空部を仕切るウェブを成形することが可能となる。
【００２５】
図９は、前記雄型Ｄ２のマンドレルＭ２を、雌型Ｄ３のベアリング面を含む成形孔３０内に挿入して組み立てる状態を示す。雌型Ｄ３も、前記同様の工具鋼からなるほぼ円柱体を呈し、その中央部には、断面長方形の成形孔３０が形成されてる。係る成形孔３０の内面には、押し出しすべき押出形材の外形を成形するベアリング面（図示せず）が通常のワイヤーカット放電加工により形成されている。当該成形孔３０におけるベアリング面の内面（寸法）は、マンドレルＭ２の外形よりも押出形材のほぼ肉厚分大きく形成されている。
図１０に示すように、雌型Ｄ３の成形孔３０内に、雄型Ｄ２のマンドレルＭ２を挿入することによって、ポートホールダイス（中空押出ダイス）Ｄ４が形成される。
尚、図１０において、雌型Ｄ３の押出方向における下流側には、図示しないバックダイやボルスターなどが同軸心で配置され、雄型Ｄ２の上流側には、アルミニウム合金のビレットを収容する図示しないコンテナが配置される。
【００２６】
図１０中の破線の矢印で示すように、予め所定温度帯に加熱されたアルミニウム合金からなる円柱形のビレットは、コンテナに収容された後、図示しないステムにより、同図中で右側に軸方向に沿って押圧される。上記ビレットのメタルは、軟化しているため、雄型Ｄ２における４つの前記メタル通過孔２を分流しつつ、マンドレル部Ｍ２側に押し出される。
この間において、マンドレル部Ｍ２には、ベアリング面２８寄りに傾斜した前記バルクヘッド２１や流れ込み部２６などによって、上記メタルは、ベアリング面２８側に徐々に集束される共に、当該ベアリング面２８の全周にわたって均一なメタル量となるように調整される。その結果、係るメタルは、マンドレル部Ｍ２におけるベアリング面２８の全周と雌型Ｄ４の成形孔３０におけるベアリング面との隙間から、押し出される。
【００２７】
同時に、上記メタルの一部は、トンネル２５内に進入した後、メタル流路２４の全長に沿って押出形材の肉厚当たりに均一なメタル量となるように調整されつつ、当該メタル流路２４内で対向する一対のベアリング面２８，２８間を通過しつつ押し出される。
その結果、図１０中の実線の矢印で示すように、左右一対の中空部Ｓとこれらの間をウェブｗで区画された断面がほぼ日字形の中空押出形材Ａを、ポートホールダイスＤ４から精度良く押出成形することができる。
【００２８】
以上のように、複数の連続する加工部（凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９）を内側面１２に一体に有する前記放電加工電極１０を用い、前記型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１を、その側面６，７側の２回に分けて放電加工して、マンドレル部Ｍ２を有する雄型Ｄ２を得ている。
この結果、前記押出ダイスの製造方法によれば、以下のような効果を奏することができる。
(１)型素材Ｄ１におけるマンドレル部Ｍ１の側面６，７や端面８，８を、一回ごとの放電加工による少ない工数および時間により、所要の形状および寸法に精度良く確実に加工することができる。
(２)押し出される中空押出形材Ａの形状および寸法に精度が高くなるため、試し押し（テスト押し）のための回数を低減できる。
【００２９】
一方、前記放電加工用電極１０によれば、以下のような効果を奏することができる。
(１)マンドレル部Ｍ１の側面６，７を、一回ごとの放電加工で形成できる前記放電加工を確実に行うことができる。
(２)一度に側面６，７における複数の部位を同時に放電加工できるため、マンドレル部Ｍ２の形状および寸法を精度良く再現することが可能となる。
【００３０】
尚、本発明は、前述した形態に限定されるものではない。
例えば、前記雄型Ｄ１のマンドレル部Ｍ１に対し、側面６，７および端面８，８ごとに専用の放電加工電極を用いて、個別に放電加工しても良い。
また、マンドレル部Ｍ１の軸方向（押出方向）に沿って、側面６，７および端面８，８を２回以上に分けて、それぞれ同時に複数の部位を放電加工することも可能である。
更に、図１１に示すように、押出方向に沿った断面が円形のマンドレル部Ｍ１の場合、複数の加工部を併有するほぼ半円形の加工面４２を黒鉛などの本体４１に有する放電加工電極４０を、２回に分けて放電加工する形態としても良い。あるいは、押出方向に沿って更に２回に分けて放電加工する形態としても良い。
また、前記スリットｓやメタル流路２４の数や位置を変更して、断面ほぼ目字形や断面ほぼ田字形の中空押出形材を成形したり、スリットｓとメタル流路２４とを省略して、単一の中空部Ｓを有する押出形材を成形することも可能である。
加えて、図１１に示す円形のマンドレル部Ｍ１に対し、１２０度以上の円弧形の加工面を有する３つ以上の放電加工電極を用いたり、押出方向に沿って更に２回に分けて放電加工する形態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に用いる型素材を示す斜視図。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った概略の断面図。
【図３】本発明の放電加工電極を示す斜視図。
【図４】本発明による押出ダイスの製造方法の一形態を示す概略図。
【図５】上記製造方法の一工程を示す概略図。
【図６】図５に続く工程を示す概略図。
【図７】得られた雄型を示す斜視図。
【図８】上記雄型の断面図。
【図９】雄型と雌型とを組み立てる工程を示す概略図。
【図１０】上記雄型と雌型とからなる押出ダイスの使用状態を示す概略図。
【図１１】異なるマンドレル部および放電加工電極を示す概略図。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ……………押出形材
Ｓ……………中空部
Ｄ１…………型素材
Ｄ２…………雄型
Ｄ４…………中空押出ダイス（押出ダイス）
Ｍ１，Ｍ２…マンドレル部
Ｂ……………ブリッジ
１０，４０…放電加工電極
１３，１５…凸部（加工部）
Ｔ……………凸部（加工部）
Ｖ……………凸部（加工部）
１４，１６…傾斜部（加工部）
１７，Ｑ……平面（加工部）
１８…………凹溝（加工部）
２１…………傾斜面（部位）
２２，２９…平坦面（部位）
２３…………アンダーカット（部位）
２５…………トンネル（部位）
２６…………流れ込み部（部位）
２７…………逃げ部（部位）
２８…………ベアリング面（部位）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材を成形するための押出ダイスの製造方法およびこれに用いる放電加工用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材を成形する場合には、係る押出形材の外形に倣った断面のベアリング面を含む成形孔を有する雌型と、係る雌型の前記成形孔に挿入する中空部の断面形状に倣ったベアリング面を含むマンドレル部および軟化したアルミニウム合金のメタルを分流して通過させ且つ上記マンドレル部の付近に導く複数のメタル通過孔を有する雄型とが、併用されている。
上記雌型の成形孔に含まれるベアリング面は、鋼製の型素材の中心部に対し、目的とする押出形材の外形に倣ってワイヤーカット放電加工を行うことにより、容易に製作することができる。
一方、雄型のうち、複数のメタル通過孔は、鋼製の型素材に対し、予め、マシニングセンター、あるいは汎用フライスなどによる複数の機械切削加工によって形成できるが、雄型のベアリング面を含むマンドレル部には、機械切削加工の難しい部分があるため、これまで係る部分ごとに専用の放電加工用電極を用意して放電加工を行っていた。
【０００３】
例えば、雄型において、成形すべきベアリング面を含むマンドレル部の部分的な形状に対応した形状を有する複数個の基準加工電極を用意し、これらの基準加工電極を交換しつつ、放電加工することにより、マンドレル部を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献１のマンドレル部を加工する方法では、加工部位ごとに複数個の加工電極を順次用いるため、交換のための段替えが必要となり、工数を要し且つコスト高を招いていた。しかも、複数の放電加工を経る間に、マンドレルの基準加工面がずれ易いため、所要の形状に精度良く加工することが困難でバラツキを生じるおそれがあった。この結果、成形される中空部を有する押出形材の形状や寸法が安定し難い、という問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−５６７２６号公報 （第１〜８頁、第５，６図）
【０００５】
そのため、放電加工を施す部分は必要最小限とし、機械切削加工できる部分には、汎用フライスなどによる加工を行っていた。しかし、汎用フライス加工などによる場合は、作業者によって、形状や寸法の精度にバラツキがあるため、ダイス設計者の意図が正確に反映されない場合がある、という問題もあった。
また、鋼製の型素材は、強度を向上させるため、熱処理を施す場合がある。係る熱処理された型素材は、強度が向上するため、その後に行う機械切削加工が難しくなる。このため、型素材の機械切削加工は、熱処理の前に行っていた。しかし、係る熱処理は、高温（例えば、１０２０℃）で施されるため、当該熱処理された後の型素材に変形が生じてしまう。その結果、熱処理の後において、形状や寸法精度が重要な部分に対しては、再度の機械切削加工が必要となる、という問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、押出形材の中空部を成形するベアリング面を含むマンドレル部を有する雄型を、所要の形状に精度良く確実に加工できると共に、少ない工数および時間で製造できる押出ダイスの製造方法、およびこれに用いる放電加工用電極を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、発明者らの鋭意研究および試行の結果、マンドレル部およびその付近を単一の放電加工電極で一度に形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の押出ダイスの製造方法（請求項１）は、中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造方法であって、鋼製の型素材に対し、マンドレルおよびブリッジを目的とする形状に近似する形状に荒加工する工程と、荒加工された型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工する複数の加工部を含む単一の放電加工電極を対向させて放電加工する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、予め荒加工された型素材のマンドレル部やこれに隣接するブリッジを、少ない回数の放電加工により、何れの作業者が何度行っても、所要の形状および寸法に精度良く確実に加工することができる。しかも、形状および寸法の精度が高くなるため、押出加工時にダイス設計者が意図したメタル流動が得られるので、得られる押出形材の形状および寸法の精度や表面粗度なども良好となって、試し押し（テスト押し）のための回数を低減できる。加えて、ダイス設計者が意図したように、押出ダイスに加わる応力分布が得られ、ダイスの寿命を延ばすことができるので、保有すべきダイスの数を最小限にできる。このため、製作コストのみならず、押出工程の管理コストの低減も可能となる。
【０００９】
また、本発明の方法で押出ダイスを製造する場合、放電加工では鋼材の機械的強度に関係なく切削加工できるので、従来、熱処理前に機械切削加工していた部分、特に形状精度を要する部分（例えば、マンドレル部分の首下部やメタル流路など）も、本発明の放電加工用電極で熱処理した後、一度に放電加工することができる。この結果、熱処理の前に切削加工をしないので、従来のように加工部の形状が熱処理で歪むことも回避できる。
更に、従来機械切削加工していた部分も他の部分と一緒に放電加工するため、放電加工自体の所要時間が従来よりも延びるが、係る放電加工する部分の機械切削加工が不要となるので、トータル（全工程）での加工時間を短縮できる。
しかも、従来では、連続する部位を個々に切削加工するため、連続する部位間の境目に角が生じ易く、メタル流動が阻害される。このため、係る角部分をアール取りで除去する面倒な後工程が必要であった。本発明によれば、連続する部位を単一の放電加工で形成できるため、連続する部位の境目に相当する電極部分に予めアール形状を付しておくことで、上記後工程を不要にできる。
【００１０】
尚、前記マンドレル部などに対する放電加工には、単一（一種）の放電加工電極のみで放電加工する他、例えば、マンドレル部における一方の側面と他方の側面とを、専用である一対の放電加工電極で個別に放電加工したり、３個以上の放電加工電極で個別に放電加工する形態も含まれる。あるいは、前記マンドレル部などの軸方向（押出方向）に沿った複数の部位に対し、専用である複数の放電加工電極で個別に放電加工することも含まれる。即ち、前記単一とは、同じ側面、周面、または複数の連続する部位に対して、一回の放電加工のみを行うことである。
更に、前記複数の連続する部位とは、例えば、ベアリング部（予定面）とベアリング部の逃げ部、ベアリング部とその上流側（ビレット側）に位置するメタル溜まり部のアンダーカット部、アンダーカット部とその上流側に位置し且つアンダーカット部へメタルを送給するバルクヘッド、あるいは、中空押出形材のウェブ（仕切り壁）にメタルを送給するためのトンネルと流れ込み部と流し込み部などである。上記トンネルは、複数の中空部を区画するウェブを成形するため、最接近する一対のベアリング面の間にメタルを供給するための空間（メタル溜まり）である。
加えて、前記放電加工の対象となるブリッジは、複数のメタル通過孔を区画する複数のブリッジの中央部側を含むと共に、マンドレル部の上流側に隣接し且つ前記複数のブリッジが収束する中央部分も含まれる。
【００１１】
一方、本発明の放電加工用電極（請求項２）は、中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造するために用いる放電加工用電極であって、鋼製の型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工するための複数の加工部を含む、ことを特徴とする。
これによれば、マンドレル部やこれに隣接するブリッジを、一回の放電加工で形成できる前記放電加工を確実に行うことができる。しかも、一度に複数の部位を同時に放電加工できるため、マンドレル部などの形状および寸法を、ダイス設計者が意図した形状などに精度良く再現することが可能となる。更に、従来のように部分ごとの放電加工用の電極型を多数用意する場合に比べて、放電加工電極型の数が著しく低減できるため、工程管理も容易となる。
【００１２】
尚、前記放電加工用電極は、例えば、黒鉛または銅合金からなる所定形状の素材塊に対し、押出ダイスの設計図を基に加工されるが、係る設計図を２次元ではなく、予め３次元ＣＡＤなどによって全体および各部ごとの所要の形状と寸法とを数値化（モデリング）しておき、係る数値に基づき数値制御されたマシニングセンターやＮＣマシーンなどにより、切削、研削、研磨などを設定された順序および位置ごとで加工を施すことによって製作することが望ましい。
２次元の図面では、立体的な部分は表現が難しいので、係る部分は図面を読み取る作業者の解釈に任されるが、これでは、ダイス設計者の意図が正確に反映されない場合が生じる。本発明では、最初の設計段階で３次元データ化（モデリング）しておくことで、図面を読み取る作業者の解釈が加えられる余地がなくなるので、意図した通りの形状に再現できる。
【００１３】
このため、ダイス設計者の意図を正確に反映した電極を用いて放電加工を行うことで、正確な形状の押出ダイスを製造することができる。更に、３次元データ化（モデリング）することで、同じ形状および寸法の電極を、作業者が替わっても何回でも製造できるため、同じ形状および寸法の押出ダイスを容易且つ正確に製造することができる。
また、前記複数の加工部は、例えば、型素材におけるビレット側が前記アンダーカットとこれに隣接するバルクヘッド、トンネルと流れ込み部と流し込み部となるように反対の形状を備えている。例えば、入り隅のアンダーカットに対しは、相似形で且つ出隅形状が加工部となり、複数の中空部を区画するウェブとなる最接近する一対のベアリング面の間にメタルを供給するトンネル（貫通孔）に対しは、その軸方向に沿った凸部が加工部となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、本発明を実施するための最良の形態（一例）について、図１０に示す断面ほぼ日の字形状の押出形材（Ａ）を押出加工するポートホールダイスの雄型の製造方法を説明する。
図１は、本発明の対象である押出ダイスの雄型の予め荒加工後における型素材Ｄ１を示す斜視図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図である。
雄型の型素材Ｄ１は、例えば、ＳＫＤ６１などの工具鋼（鋼材）からなり、予め円柱形の鋼素材に対し、ドリルなどによる孔明け、切削、および研削加工などによる荒加工を施されたもので、円筒形の外周部１と、その内側から求心状に中心部に延びる４つのブリッジＢとを備えている。係るブリッジＢの交叉部である中央に支持されたマンドレル部Ｍ１は、目的とする中空部形状に近似した形状に加工されている。尚、機械加工により荒加工された型素材Ｄ１は、機械的強度を高めるため、所要の熱処理が施される。
【００１５】
図１，図２に示すように、外周部１と４つのブリッジＢとの間には、４つのメタル通過孔２が押出方向（図１，図２で下側から上側に向かう方向）に沿ってほぼ対称に貫通して形成されている。
荒加工されたマンドレル部Ｍ１は、押出方向の下流側に突出した全体がほぼ直方体を呈し、後端面４、これを囲む段部５、一対の長い側面６，７、および、一対の短い端面８を備えており、これらの上流側は、ブリッジＢに連続して支えられている。また、長方形を呈する後端面４の中央には、係る長方形を２分割する一定深さのスリットｓが、段部５に達する深さで形成されている。尚、係るマンドレル部Ｍ１は、上流部３と連続している。
【００１６】
図３は、本発明の放電加工用電極１０を示す斜視図である。尚、図３においては、下側（上流側）から上側（下流側）に向かう方向が押出方向である。
係る放電加工用電極１０の素材は、通常放電加工に用いられる黒鉛または銅合金などであるが、加工性を考慮すると黒鉛が望ましい。
放電加工用電極１０は、図３に示すように、放電加工部となる本体１１の内側面１２には、左右両端から水平（押出方向に直交する方向）に延びた一対の凸部１３、それらの上流側から斜め下向きに延びる傾斜部１４、内側面１２の中央部から水平（同上）に延びた３種類の凸部Ｔ、Ｖ、１５、および凸部１５の上流側から斜め下向きに延びる傾斜部１６が形成されている。
一対の凸部１３は、前記マンドレル部Ｍ１の端面８，８を放電加工する加工部であり、それらの内側の下隅には、メタルの流動を滑らかにするためのアールｒが対称に付されている。また、各傾斜部１４は、メタルを端面８，８付近に斜めに通す流路を形成するための加工部である。係る凸部１３と傾斜部１４とは、互いに連続している。
【００１７】
図３に示すように、内側面１２の中央部から突出する最上段の凸部Ｔは、メタルの逃げ部を形成する加工部であり、中段に位置する極細幅の凸部Ｖは、中空押出形材のウェブを成形するベアリング面用の加工部である。また、最下段に位置する断面ほぼ小判形の凸部１５は、凸部Ｖにより成形されるベアリング面の直下付近に後述するトンネルを成形するための放電加工用の加工部であり、その上下の各コーナーには、メタルの流動を滑らかにするためのアールｒが付されている。更に、傾斜部１６は、上記トンネルにメタルを斜めに通す流れ込み部を形成するための加工部である。係る凸部１５と傾斜部１６も、互いに連続している。傾斜部１６の下方には、ブリッジＢの上辺を受け入れる凹部Ｕが形成されている。
内側面１２には、後述する逃げ部を成形する平面１７、ベアリング部を成形する凹溝１８、アンダーカット部を成形する平面Ｑ、および、バルクヘッド部を成形する傾斜面１９（何れも加工部）が、連続して形成されている。
【００１８】
図３に示すように、平面１７と凹溝１８との押出方向の上流側には、アンダーカット部を成形する平面Ｑと、アンダーカット部にメタルを集束して流すための傾斜したバルクヘッドを成形する加工部の傾斜面１９が形成されている。係る傾斜面１９は、上記平面Ｑと連続している。
以上のような凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９（何れも加工部）を内側面１２に有する放電加工用電極１０は、黒鉛または銅合金からなる所定形状の素材塊に対し、予め上記各部ごとの所要の形状および寸法を、３次元データ化（モデリング）し、これらをコンピュータなどに記憶させておき、係る数値に基づき数値制御されたマシニングセンターやＮＣマシーンなどによって、切削、研削、研磨などを設定された順序に従って、各部ごとの加工を施すことにより製作される。
尚、上記放電加工用電極１０は、前記マンドレル部Ｍ１を加工の対象としているが、係るマンドレル部Ｍ１に隣接する各ブリッジＢの下流側を加工の対象とする形態としても良い。また、メタル流路を成形する傾斜部１４，１６、トンネルを成形する凸部１５、およびアンダーカット部を成形する平面Ｑなどの加工部は、熱処理後の放電加工により形成される。
【００１９】
図４は、前記図１，２で示した荒加工された型素材Ｄ１に対し、図３で示した放電加工用電極１０を用いて行う、本発明の押出ダイスの製造方法を示す概略の斜視図である。
予め、前記荒加工された型素材Ｄ１を、図示しない放電加工装置の絶縁性の油槽中に浸漬し且つ電極と導通させた状態とする。
次に、図４中の実線の矢印で示すように、型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１における側面６とこれに隣接する端面８，８の半分とに対し、前記と反対向きにした前記放電加工用電極１０を下降させ、且つ水平移動（前進）させて、内側面１２の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５などを接触直前とする。
係る状態で、型素材Ｄ１と放電加工用電極１０との間に所要の電圧を断続的に印加すると、当該電極１０の内側面１２に位置する凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９と、マンドレル部Ｍ１における側面６およびこれに隣接する端面８，８との微細な隙間で放電が断続的に生じる。
【００２０】
その結果、マンドレル部Ｍ１の側面６に対し、先ず、放電加工用電極１０の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５が徐々に進入すると共に、凸部１３のアールｒを有する内側面が端面８，８に接触して、平面１７と凹溝１８とに倣った形状に放電加工する。係る電極１０を水平移動（前進）させる途中からは、上記凸部１３，１５に隣接する傾斜部１４，１６も側面６に最接近して放電加工し始める。
更に、図５に示すように、放電加工用電極１０の凸部１３，１３間の平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９がマンドレル部Ｍ１の側面６に接触しつつ、対向する側面６の該当部分を、これらに倣った形状に放電加工する。
上記側面６およびこれに隣接する端面８，８に対する放電加工が終わると、放電加工用電極１０を後退および上昇させて、前記油槽から一旦引き上げる。
【００２１】
その結果、図６のマンドレル部Ｍ１の側面６で例示するように、前記凸部１５に倣ったトンネル２５の半分、係るトンネル２５の開口部に連通する前記傾斜部１６に倣った流れ込み部２６、前記平面１７に倣った平坦面２２および逃げ部２７、前記凹溝１８に倣い且つこれらを反転させた形状のベアリング部２８、およびアンダーカット２３が形成される。
次いで、図４中の破線の矢印で示すように、型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１における側面７とこれに隣接する端面８，８の半分とに対し、前記放電加工用電極１０を下降させ、且つ水平移動（前進）させて、内側面１２の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５などを接触直前とし、前記同様の電圧を電極１０とマンドレル部Ｍ１との間に印加する。すると、当該電極１０の内側面１２に位置する凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９と、マンドレル部Ｍ１における側面７およびこれに隣接する端面８，８との微細な隙間で放電が断続的に生じる。
【００２２】
その結果、図６に示すように、マンドレル部Ｍ１の側面７に対しても、前記同様に放電加工用電極１０の凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５が徐々に進入すると共に、凸部１３の内側面が端面８，８に接触して、平面１７，Ｑと凹溝１８とに倣った形状に放電加工する。係る電極１０を水平移動（前進）させる途中からは、上記凸部１３，１５に隣接する傾斜部１４，１６も側面６に最接近して放電加工し始める。
更に、図６に示すように、放電加工用電極１０の凸部１３，１５，１３間の平面１７、凹溝１８、および傾斜面１９がマンドレル部Ｍ１の側面６に接触しつつ、対向する当該側面６の部分をこれらに倣った形状に放電加工する。
上記側面７およびこれに隣接する端面８，８に対する放電加工が終わると、放電加工用電極１０を後退および上昇させて、前記油槽から引き上げる。
【００２３】
その結果、図６に例示し且つ図７の斜視図に示すように、前記スリットｓの直下付近で側面６，７間を水平に貫通するトンネル２５、係るトンネル２５の側面７側の開口部に連通する前記傾斜部１６に倣った流れ込み部２６、前記平面１７に倣った平坦面２２および逃げ部２７、前記凹溝１８に倣い且つこれらを反転させた形状のベアリング部２８およびアンダーカット２３、更には、次述する傾斜したバルクヘッド２１がそれぞれ所定に位置に形成される。
【００２４】
更に、図７と図８の垂直断面図に示すように、側面７および端面８，８にも、前記凸部１３、傾斜部１４、平面１７、および凹溝１８に倣い且つこれらを反転させたベアリング部２８、アンダーカット２３、傾斜したバルクヘッド２１、および上流側にアール面ｒを有する平坦面２９が形成されたマンドレル部Ｍ２が形成される。これによって、マンドレル部Ｍ２を有する雄型Ｄ２が得られる。
尚、前記スリットｓとトンネル２５との間は、凸部Ｖにより形成された幅狭のメタル流路２４によって連通されており、係るトンネル２５内に流入したメタルをメタル流路２４を介して下流側のスリットｓに流動させることで、押出形材における複数の中空部を仕切るウェブを成形することが可能となる。
【００２５】
図９は、前記雄型Ｄ２のマンドレルＭ２を、雌型Ｄ３のベアリング面を含む成形孔３０内に挿入して組み立てる状態を示す。雌型Ｄ３も、前記同様の工具鋼からなるほぼ円柱体を呈し、その中央部には、断面長方形の成形孔３０が形成されてる。係る成形孔３０の内面には、押し出しすべき押出形材の外形を成形するベアリング面（図示せず）が通常のワイヤーカット放電加工により形成されている。当該成形孔３０におけるベアリング面の内面（寸法）は、マンドレルＭ２の外形よりも押出形材のほぼ肉厚分大きく形成されている。
図１０に示すように、雌型Ｄ３の成形孔３０内に、雄型Ｄ２のマンドレルＭ２を挿入することによって、ポートホールダイス（中空押出ダイス）Ｄ４が形成される。
尚、図１０において、雌型Ｄ３の押出方向における下流側には、図示しないバックダイやボルスターなどが同軸心で配置され、雄型Ｄ２の上流側には、アルミニウム合金のビレットを収容する図示しないコンテナが配置される。
【００２６】
図１０中の破線の矢印で示すように、予め所定温度帯に加熱されたアルミニウム合金からなる円柱形のビレットは、コンテナに収容された後、図示しないステムにより、同図中で右側に軸方向に沿って押圧される。上記ビレットのメタルは、軟化しているため、雄型Ｄ２における４つの前記メタル通過孔２を分流しつつ、マンドレル部Ｍ２側に押し出される。
この間において、マンドレル部Ｍ２には、ベアリング面２８寄りに傾斜した前記バルクヘッド２１や流れ込み部２６などによって、上記メタルは、ベアリング面２８側に徐々に集束される共に、当該ベアリング面２８の全周にわたって均一なメタル量となるように調整される。その結果、係るメタルは、マンドレル部Ｍ２におけるベアリング面２８の全周と雌型Ｄ４の成形孔３０におけるベアリング面との隙間から、押し出される。
【００２７】
同時に、上記メタルの一部は、トンネル２５内に進入した後、メタル流路２４の全長に沿って押出形材の肉厚当たりに均一なメタル量となるように調整されつつ、当該メタル流路２４内で対向する一対のベアリング面２８，２８間を通過しつつ押し出される。
その結果、図１０中の実線の矢印で示すように、左右一対の中空部Ｓとこれらの間をウェブｗで区画された断面がほぼ日字形の中空押出形材Ａを、ポートホールダイスＤ４から精度良く押出成形することができる。
【００２８】
以上のように、複数の連続する加工部（凸部Ｔ，Ｖ，１３，１５、傾斜部１４，１６、平面１７，Ｑ、凹溝１８、および傾斜面１９）を内側面１２に一体に有する前記放電加工電極１０を用い、前記型素材Ｄ１のマンドレル部Ｍ１を、その側面６，７側の２回に分けて放電加工して、マンドレル部Ｍ２を有する雄型Ｄ２を得ている。
この結果、前記押出ダイスの製造方法によれば、以下のような効果を奏することができる。
(１)型素材Ｄ１におけるマンドレル部Ｍ１の側面６，７や端面８，８を、一回ごとの放電加工による少ない工数および時間により、所要の形状および寸法に精度良く確実に加工することができる。
(２)押し出される中空押出形材Ａの形状および寸法に精度が高くなるため、試し押し（テスト押し）のための回数を低減できる。
【００２９】
一方、前記放電加工用電極１０によれば、以下のような効果を奏することができる。
(１)マンドレル部Ｍ１の側面６，７を、一回ごとの放電加工で形成できる前記放電加工を確実に行うことができる。
(２)一度に側面６，７における複数の部位を同時に放電加工できるため、マンドレル部Ｍ２の形状および寸法を精度良く再現することが可能となる。
【００３０】
尚、本発明は、前述した形態に限定されるものではない。
例えば、前記雄型Ｄ１のマンドレル部Ｍ１に対し、側面６，７および端面８，８ごとに専用の放電加工電極を用いて、個別に放電加工しても良い。
また、マンドレル部Ｍ１の軸方向（押出方向）に沿って、側面６，７および端面８，８を２回以上に分けて、それぞれ同時に複数の部位を放電加工することも可能である。
更に、図１１に示すように、押出方向に沿った断面が円形のマンドレル部Ｍ１の場合、複数の加工部を併有するほぼ半円形の加工面４２を黒鉛などの本体４１に有する放電加工電極４０を、２回に分けて放電加工する形態としても良い。あるいは、押出方向に沿って更に２回に分けて放電加工する形態としても良い。
また、前記スリットｓやメタル流路２４の数や位置を変更して、断面ほぼ目字形や断面ほぼ田字形の中空押出形材を成形したり、スリットｓとメタル流路２４とを省略して、単一の中空部Ｓを有する押出形材を成形することも可能である。
加えて、図１１に示す円形のマンドレル部Ｍ１に対し、１２０度以上の円弧形の加工面を有する３つ以上の放電加工電極を用いたり、押出方向に沿って更に２回に分けて放電加工する形態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に用いる型素材を示す斜視図。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った概略の断面図。
【図３】本発明の放電加工電極を示す斜視図。
【図４】本発明による押出ダイスの製造方法の一形態を示す概略図。
【図５】上記製造方法の一工程を示す概略図。
【図６】図５に続く工程を示す概略図。
【図７】得られた雄型を示す斜視図。
【図８】上記雄型の断面図。
【図９】雄型と雌型とを組み立てる工程を示す概略図。
【図１０】上記雄型と雌型とからなる押出ダイスの使用状態を示す概略図。
【図１１】異なるマンドレル部および放電加工電極を示す概略図。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ……………押出形材
Ｓ……………中空部
Ｄ１…………型素材
Ｄ２…………雄型
Ｄ４…………中空押出ダイス（押出ダイス）
Ｍ１，Ｍ２…マンドレル部
Ｂ……………ブリッジ
１０，４０…放電加工電極
１３，１５…凸部（加工部）
Ｔ……………凸部（加工部）
Ｖ……………凸部（加工部）
１４，１６…傾斜部（加工部）
１７，Ｑ……平面（加工部）
１８…………凹溝（加工部）
２１…………傾斜面（部位）
２２，２９…平坦面（部位）
２３…………アンダーカット（部位）
２５…………トンネル（部位）
２６…………流れ込み部（部位）
２７…………逃げ部（部位）
２８…………ベアリング面（部位）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造方法であって、
鋼製の型素材に対し、マンドレルおよびブリッジを目的とする形状に近似する形状に荒加工する工程と、
荒加工された型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工する複数の加工部を含む単一の放電加工電極を対向させて放電加工する工程と、を含む、
ことを特徴とする押出ダイスの製造方法。
【請求項２】
中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造するために用いる放電加工用電極であって、
鋼製の型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工するための複数の加工部を含む、
ことを特徴とする放電加工用電極。
【請求項１】
中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造方法であって、
鋼製の型素材に対し、マンドレルおよびブリッジを目的とする形状に近似する形状に荒加工する工程と、
荒加工された型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工する複数の加工部を含む単一の放電加工電極を対向させて放電加工する工程と、を含む、
ことを特徴とする押出ダイスの製造方法。
【請求項２】
中空部を有する押出形材を成形するためのマンドレル部およびブリッジを有する押出ダイスの雄型の製造するために用いる放電加工用電極であって、
鋼製の型素材のマンドレル部およびブリッジの少なくとも一方に形成される複数の連続する部位に対し、係る複数の連続する部位を放電加工するための複数の加工部を含む、
ことを特徴とする放電加工用電極。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１６１８７４（Ｐ２００８−１６１８７４Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５０７３１（Ｐ２００６−３５０７３１）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【出願人】（５０７００００３９）株式会社澤本製作所 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【出願人】（５０７００００３９）株式会社澤本製作所 (1)
【Ｆターム（参考）】
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