本发明涉及铝合金等金属挤压成型用的挤压机。特别是，本发明涉及在具有将作为坯料的残余部分的挤压残料(discard)从挤压产品部分上切断的剪切装置的挤压机中，在挤压成型后使挤压筒从压模分离，该剪切装置在压模的前表面切断挤压残料。
背景技术：
通常，在通过挤压机装置挤压金属材料、例如铝或其合金材料等的坯料的情况下，通过如下这样的装置进行挤压。在由液压缸驱动的主柱塞(mainram)的前端部安装有挤压杆。在将挤压筒按压于模具的状态下，通过挤压杆等将坯料收纳在挤压筒内。然后，通过液压缸的驱动使主柱塞前进，从而坯料由挤压杆推压。于是，成形的产品被从模具的出口部挤出。
在专利文献1的挤压机的剪切装置中，为了使剪切刀的锋利度稳定，需要充分地进行模具的固定。因此，使用液压缸那样的部件。若使用液压缸等液压回路，则为了防止工作油的劣化、从配管连接部的漏油等故障的发生，存在环境、保养成本上的问题，并且也伴随着运转时、维护时的火灾风险。
另外，模具的水平方向或垂直方向的固定、剪切滑块的摆动动作需要由液压缸产生的大的液压力，因此造成了驱动装置的大型化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-91071号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
在挤压机中，以切断挤压残料的剪切装置的驱动装置的小型化为目的，采用利用杠杆的助推机构(日文：倍力機構)。
用于解决课题的手段
一种挤压机，所述挤压机具有将模具(diestack)在挤压残料的切断方向上推压而将模具固定的模具的第1固定部以及将模具在坯料的挤压方向上推压而将模具固定的模具的第2固定部，所述挤压机具有将作为坯料的残余部分的所述挤压残料切断的剪切装置，其中，由利用杠杆的助推机构构成对模具进行推压的所述2个固定部，并且具有通过将剪切导向件向马蹄铁形构件(horseshoe)推压来将模具在挤压方向上固定的第3固定部，并且，由利用杠杆的助推机构构成能够将所述模具的前表面与所述剪切刀的间隙保持为一定的所述剪切导向件的倾动用机构。
使利用杠杆的助推机构为使用了电动机、电动缸(内装有滚珠丝杠的电动机)、气缸的机构。
使剪切滑块的驱动装置为电动机。
发明的效果
(1)根据使用了助推机构的本发明，能够使用气缸或电动机(以往无法期待大的推进力)来产生相当于液压缸的推进力。由此，能够停止使用液压式驱动，实现装置的小型化，且没有漏油的担忧，能够消除运转时、维护时的火灾风险。
(2)在以往技术中，在将模具在水平方向上固定的第2固定部中，需要使用相对于挤压机的中心轴的上下2个缸。在本发明中，利用剪切滑块的倾转用缸42来兼用作上部缸，因此不再需要上部缸。由此，具有带来零件的削减并且有助于节省资源这样的效果。
(3)通过将电动机使用于剪切驱动装置，与以往的使用液压缸的情况相比，装置的高度变低，整个机器变得小型紧凑。并且，与以往的使用液压缸的情况相比，也可获得节能效果。
附图说明
图1是表示本发明的挤压机整体的概略侧视剖视图。
图2是本发明的剪切装置整体的侧视图。
图3是从图2的x－x方向观察的本发明的垂直模具夹紧装置的概要图。(a)是表示垂直模具夹紧装置夹紧了模具4的状态的图，(b)是表示垂直模具夹紧装置松开(日文：クランプ解除)了模具4的状态的图。
图4是从图2的y－y方向观察的本发明的侧视图。
图5是关于图2的z－z线的剪切框架16和剪切导向件24的剖视图。
图6是本发明的剪切装置的剪切导向件24的摆动机构的局部放大图。
图7是表示本发明的剪切导向件24摆动的说明图。
图8是使本发明的剪切驱动装置为电动机的局部说明图。
具体实施方式
本发明的挤压机具有切断挤压残料的剪切装置21。以下，以铝为例，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
首先，利用图1对本发明的挤压机的概要进行说明。设端部工作台1侧为前方，设主缸装置2侧为后方。以下，仿照此方式设定前表面、后表面。
如图1所示，本发明所用的挤压机将端部工作台1和主缸装置2相向地配置，并通过多个横拉杆(tierod)3将两者连结(在图4中，示出了上下左右4根横拉杆3)。在端部工作台1的内侧面形成有挤压孔，隔着模具4配置有挤压筒5。通过向挤压筒5内装填坯料6并将其朝向模具4挤出加压，挤压成形与压模孔4’相应的截面的挤压件。
产生挤压作用力的主缸装置2内装有主柱塞9，能够将其朝向挤压筒5加压移动。主缸装置2的液压缸的液压从开口2’导入而使主柱塞9工作。在该主柱塞9的前端部，挤压杆7以与挤压筒5的坯料装填孔5’同轴地配置的方式朝向挤压筒5安装于主十字头8。以下，将该轴称为挤压中心轴。在挤压杆7的前端，紧贴地安装有未图示的挤压垫。
因此，若驱动主缸装置2而使主十字头8前进，则挤压杆7插入到挤压筒5的坯料装填孔。挤压杆7对装填的坯料6的后端面进行加压而将挤压件挤出。
在主缸装置2，与挤压中心轴平行地安装有多个侧缸10。侧缸10的缸杆11与主十字头8连结。由此，作为挤压工序的准备工序，使挤压杆7初步移动到接近挤压筒5的位置，挤出加压动作利用主缸装置2以及侧缸10这两者来进行。
(第1实施方式)
下面，通过图2～7，说明本发明的第1实施方式。在图2中，1是端部工作台，4是模具，14是模块(dieblock)，15是压环。压环15设置在端部工作台内，承受来自模具4的推压力。在压环15和端部工作台1的中心部，设置有供从模具4挤出的产品通过的挤压孔。模具4由未图示的多个零件构成。
在端部工作台1的上部挤压筒侧(后方侧)连结固定地安装有剪切框架16。端部工作台1通过后述的固定部将模具4保持在后方。在剪切框架16的上端部，安装有挤压残料切断用的剪切缸22。如图5所示，通过固定于剪切导向件24的轴17，剪切导向件24旋转自如地安装于剪切框架16的一部分，在挤压方向以及反挤压方向这两个方向上摆动。
18是活塞杆，在活塞杆18的下侧前端部的轴26，枢轴连接(日文：枢着)有剪切滑块23。安装成若驱动活塞杆18，则由轴26连结的剪切滑块23在剪切导向件24内上下滑动自如。在剪切导向件24绕轴17摆动时，活塞杆18无法摆动。因此，轴26安装于滑块26’，相对于剪切导向件24，滑块26’在设置于剪切滑块23的长孔内滑动。附图标记25是切断挤压残料的剪切刀。另外，附图标记5是插入坯料的挤压筒。本实施方式的挤压机包括具有端部工作台1、模具4、挤压筒5和挤压杆7的主缸装置2以及将作为坯料的残余部分的挤压残料切断的剪切装置21。
模具4收纳于模块14。由模具4以及模块14构成的模座(diecassette)由作为后述的第3固定部的剪切导向件推压装置41和后述的第2固定部51向端部工作台方向(前方)按压。模具4在压环15与马蹄铁形构件13之间被限制水平方向的移动。在第2固定部51，经由模具夹具55和轴56(称为第2助推机构)，通过气缸52将模具4固定于端部工作台1。模具夹具55作为杠杆绕轴56转动。气缸52的缸杆53的前端和模具夹具55的一端由轴54枢轴连接。模具夹具55的另一端插入到设置于模块14的下表面的槽55’内，若在气缸52中活塞杆53伸长，则根据杠杆的原理，模具夹具55的另一端对槽55’的前方侧助推地进行推压，将由马蹄铁形构件13包围的模具4按压于压环15。同时，如图3的(a)所示，在垂直方向上，通过模具夹具37的下端部37’的按压，作为第1固定部将模具4也在垂直方向上固定。模具夹具37通过模具气缸32而进行动作。
模具4设定得在挤压方向上比模块14厚。因此，即使在发生了因模具4的热膨胀等导致的厚度变动的情况下，也能够始终将模具4牢固地固定于端部工作台1的前表面。
如图4所示，剪切导向件24的下端部20’是从剪切导向件24的前方侧面板20(图5)向下方分支成二股地延伸的端部。该下端部20’(模具侧的面)通过摆动用的气缸42，推压马蹄铁形构件13的开放两端部13’(挤压筒侧的面)。如图6所示，气缸42的活塞杆前端部由销46与连结杆43的一端枢轴连接，连结杆43绕杠杆的支点44转动(称为第3助推机构)。连结杆43的另一端由销47与拉杆45枢轴连接，拉杆45由销48与剪切导向件24枢轴连接。若驱动气缸42，则连结杆43发挥杠杆的作用，从而能够传递助推的力，以使剪切导向件24摆动。该助推的力经由剪切导向件24的下端部20’传递到马蹄铁形构件13的开放两端部13’。这样，马蹄铁形构件13将模具4向压环15按压，因此模具4的剪切面侧的位置与剪切刀25的通过面之间的间隙能够为适合剪切的规定值。在挤压后进行的挤压残料切断过程中，通过后述的水平方向的按压和垂直方向的按压，模具4能够不移动地始终维持相同的位置。
切断挤压残料的剪切刀25安装于剪切滑块23的前端，该剪切滑块23收纳于剪切导向件24。剪切导向件24能够以轴17为支点摆动，且在剪切导向件24中上下移动。
参照图2，说明作为第2固定部的水平模具夹紧装置51。
水平模具夹紧装置51由气缸52、推杆53、销54、模具夹具55以及支点56构成。模具夹具55具有将模块14向端部工作台方向夹紧的功能。此外，也可以设置除此之外的使用了杠杆的第2固定部。
另外，模具夹具55构成为支点56与销54之间的距离大于模具夹具55和模块14的接触点(槽55’的前方侧)与支点56的距离。
因此，根据杠杆的原理，即使通过气缸52也能够产生足够的供模具夹具55夹紧模块14的力。
在挤压的开始(日文：頭出し)作业中，会发生挤压产品的弯曲等，因此使产品向牵引(puller)装置装夹需要人工的作业。在以往技术中，在端部工作台后方，上下2个缸在挤压中心的对角线位置使用于模具的水平固定，能够进行上述人工的作业，但多少都会妨碍作业空间。另一方面，在本实施方式中，推杆53和模具夹具55配置在与上述作业空间无关的挤压机中心部，因此，能够显著提高利用人工进行的挤压的开始作业等的作业性。
另外，如上所述，模具4由第2固定部51和作为第3固定部的剪切导向件推压装置41向前方按压。在本实施方式中，模具夹具55在下方1点支承模具4，剪切导向件24的2个下端部20’在上方2点支承。这样，对模具4平衡地进行3点支承，与以往技术的对角线上的2点支承相比，能够更均匀且更有效地将模具4推压于压环15。
并且，模具4的附近由于温度高，因此是不适合电动机、缸的设置的环境，在以往技术中，摆动用的气缸不得不设置在剪切导向件的下端部，即，不得不设置在高温的模具4的附近。与此相对，在本实施方式中，摆动用的气缸42能够经由作为杠杆的连结杆43设置在上方的不受热影响的位置，因此，能够改善气缸42等的设置环境而进一步提高控制设备的可靠性。
下面，参照图3(a)、(b)，说明作为第1固定部的垂直模具夹紧装置31。
垂直模具夹紧装置31由气缸32、大型连结杆33、34、小型连结杆35、36、模具夹具37以及支点38构成(称为第1助推机构)。垂直模具夹紧装置31构成了肘杆机构。模具夹具37具有将模具4向下方向夹紧的功能。气缸32的杆前端由轴57与大型连结杆33枢轴连接，另一侧由轴57’与大型连结杆34枢轴连接。
若设气缸的推压力为f，则模具夹具37产生的夹紧力w为w＝f·l/g，根据l、g的长度，能够产生大的夹紧力。在此，l是大型连结杆33的臂的长度，g是由支点38、39、58、58’构成的平行连杆的对角线58－58’的长度的一半。对角线58－58’是水平方向，对角线38－39是垂直方向。
由此，根据杠杆的原理，构成为即使通过气缸31也能够产生足够的供模具夹具37夹紧模具4的力。
此外，本发明并不一定要限定于上述的本实施方式的肘杆机构。按照模具夹具37的移动方向来设定模具夹紧装置31的肘杆机构即可。只要适当地选定气缸的推压力的方向和模具夹具37的移动方向，也能够应用其他的助推机构。
下面，参照图2、图6、图7，说明作为第3固定部的剪切导向件推压装置41。
通过剪切导向件24的气缸42将剪切导向件24推压于马蹄铁形构件13的挤压筒侧端面。
剪切导向件推压装置41由气缸42、连结杆43、支点44、拉杆45以及销46、销47构成。
构成为支点44与气缸42的距离大于连结杆43的支点44与销47的距离。
因此，根据杠杆的原理，即使通过气缸也能够产生较大的将剪切导向件24推压于马蹄铁形构件13的挤压筒侧端面的力。
(第2实施方式)
图8表示剪切驱动装置使用电动机的情况下的第2实施方式。
剪切装置21的剪切驱动装置61由安装于剪切滑块23的滚珠螺母67、经由轴承66旋转自如地安装于剪切框架16的滚珠丝杠68、以及设置于滚珠丝杠68的轴承66侧的端部的轮65构成了主要部分。若滚珠丝杠68转动，则剪切滑块23沿着剪切导向件24上下运动。滚珠丝杠68通过电动机62经由轮65、皮带64、轮63而转动。轮65、皮带64、轮63也可以是链条和链轮。
通过将电动机62使用于剪切驱动装置61，与以往的使用液压缸22时相比，装置的高度变低，整个机器变得小型紧凑，也能实现节能。其他结构与第1实施方式相同。
下面，对本发明的第1、2实施方式的作用进行说明。首先，若挤压作业结束，则如图2所示，使挤压筒5、挤压杆7(未图示)后退。然后，使挤压筒5离开模具4。于是，作为坯料的挤压残余部分的挤压残料(未图示)在模具4的端面露出。在该状态下，剪切刀25位于上升极限位置。
通过模具的水平固定用的气缸52、模具的垂直固定用的气缸32、以及剪切滑块摆动用缸42，使剪切导向件24在挤压方向上移动到剪切导向件24的前端位于马蹄铁形构件13的位置。
通过该动作，模具4在挤压残料切断之前被固定，并且剪切刀25能够经由剪切滑块23、剪切导向件24、马蹄铁形构件13将与模具前表面的间隙始终保持为一定。另外，通过对剪切刀25与剪切滑块23之间的垫片25’(参照图2)的厚度进行调整，能够进行模具4与剪切刀25之间的间隙的调整。
保持该状态不变地使剪切缸22工作而使剪切刀25下降。通过剪切刀25将挤压残料从产品上切断除去。
在本发明中，能够将模具4固定于端部工作台1以及模块14，防止模具4的倾斜。并且，连同第2固定部51一起，剪切滑块进行摆动而经由马蹄铁形构件13以3点对模具4进行固定，因此，能够在挤压残料切断时使剪切刀25和模具4前表面始终平行，能够实现挤压残料的切割渣的厚度的均匀化。
在切断挤压残料之后，使剪切滑块摆动用的气缸42发挥作用，使剪切导向件23稍微转动，从马蹄铁形构件13离开，并使剪切缸22进行动作而使剪切滑块23和剪切刀25上升。由此，能够不会对压模面留下因附着于剪切刀的铝渣等造成的不良影响地使剪切刀上升。然后，在上升极限，使剪切滑块摆动用的气缸42发挥作用而使剪切导向件24回到垂直状态，结束挤压残料的切断工序。
(1)根据使用了助推机构的本发明，能够使用气缸或电动机(以往无法期待大的推进力)来产生相当于液压缸的推进力。由此，能够停止使用液压式驱动，实现装置的小型化，且没有漏油的担忧，能够消除运转时、维护时的火灾风险。
(2)在以往技术中，在将模具在水平方向上固定的第2固定机构中，需要使用相对于挤压机的中心的上下2个缸。在本发明中，利用剪切滑块的倾转用缸42来兼用作上部缸，因此不再需要上部缸。由此，具有带来零件的削减并且有助于节省资源这样的效果。
(3)通过将电动机使用于剪切驱动装置，与以往的使用液压缸的情况相比，装置的高度变低，整个机器变得小型紧凑。并且，与以往的使用液压缸的情况相比，也可获得节能效果。
附图标记说明
1端部工作台
2主缸装置
3横拉杆
4模具
5挤压筒
6坯料
7挤压杆
8主十字头
9主柱塞
10侧缸
11侧缸杆
12挤压筒保持架
13马蹄铁形构件
14模块
15压环
16剪切框架
17轴
18缸杆
21剪切装置
22液压缸
23剪切滑块
24剪切导向件
25剪切刀
31垂直模具夹紧装置
32气缸
33大型连结杆
34大型连结杆
35小型连结杆
36小型连结杆
37模具夹具
38支点
39连结销
41剪切导向件推压装置
42气缸
43连结杆
44支点
45拉杆
46销
51水平模具夹紧装置
52气缸
53推杆
54销
55模具夹具
56支点
61剪切装置驱动装置
62电动机
63轮
64皮带
65轮
67滚珠螺母
68滚珠丝杠。