JP2001259776A - 鍛造機の金型装置 - Google Patents

鍛造機の金型装置

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JP2001259776A JP2000081549A JP2000081549A JP2001259776A JP 2001259776 A JP2001259776 A JP 2001259776A JP 2000081549 A JP2000081549 A JP 2000081549A JP 2000081549 A JP2000081549 A JP 2000081549A JP 2001259776 A JP2001259776 A JP 2001259776A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型の進退動を確実に行わせることにより金
属部品の高速且つ経済的生産が可能な、鍛造機の金型装
置を提供することを課題とする。 【解決手段】 一対の型部材33,33を、外形形状が
平行な2面とこれらの面に直交し且つ奥方ほど互いの間
隔が狭くなる2つの斜面とで構成される立体を、上記平
行2面に直交する断面で2分割した形状で構成し、該型
部材33,33を収納する金型ホルダ31の空間の内面
を構成する平行な2つの面31a,31aの中央部に、
三角形状とされた案内用突起49,49を設けると共
に、両型部材33,33の上記金型ホルダ31の平行2
面31a,31aと対向する面33a…33aに、上記
案内用突起49,49に嵌まり合う案内用窪み部33b
…33bを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は各種の金属部品を成
形する鍛造機、特にその金型装置の改良に関し、金属成
形の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、金型と、該金型に対して対接、離
反するパンチとで、素材を例えば両端にフランジ部を有
し、或いは軸方向の中間部分に絞り部を有する製品に成
形する鍛造においては、分割された金型を用いるのが一
般的である。
【0003】この種のものとしては、例えば特開平6−
126371号公報に開示された金型がある。図16に
示すように、この金型Aは、中央に成形凹部を有する円
錐体を周方向に4分割した形状の4個の型部材A1…A
1により構成されており、ホルダBに形成された円錐孔
B1内に嵌合されている。そして、各型部材A1…A1
の円錐面を構成する外面には、上記円錐孔B1の内面に
周方向90°間隔に形成された4個のキー溝B2…B2
にそれぞれ係合するキーC…Cが設けられており、各型
部材A1…A1が円錐孔B1内で回動することなく、そ
の内面に沿ってその軸心方向に進退動自在とされてい
る。さらに、各型部材A1…A1の分割面には互いに対
向する凹部A2…A2が形成されており、各凹部A2,
A2間には、各型部材A1…A1を周方向に離反させる
ように付勢するコイルバネD…Dがそれぞれ内装されて
いる。なお、上記キーC…Cによって各型部材A1…A
1の回り止めが図られていることにより、各型部材A1
…A1は所定の向きで保持されるので、製品製造に際し
て形状不良やバリ等のトラブルが生じないようになって
いる。
【0004】上記構成によると、パンチ(図示せず)に
よって金型Aを構成する各型部材A1…A1がホルダB
に形成された円錐孔B1の奥方に押し込まれることによ
り、該金型Aの全体が型閉りすることになり、このと
き、素材は成形凹部に対応した形状寸法の製品に縮径加
工される。その後、上記パンチが後退することによっ
て、金型Aが押圧部材(図示せず)の先端により押圧さ
れてパンチ側に移動することにより、該金型Aの全体が
型開きするので、例えば軸方向の中間部分が小径とされ
た製品であっても、金型Aの手前側に取り出すことがで
きる。この場合、各型部材A1…A1に設けられた凹部
B2…B2に内装されたコイルバネD…Dにより、各型
部材A1…A1は互いに離反する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記金型構
成によると、キーC…Cにより型部材A1…A1は所定
の向きで保持されるが、この種のキーC…Cは一般に寸
法が小さいので、ホルダBとの間で繰り返される摺動に
より摩滅する等、耐久性に問題がある。したがって型部
材A1…A1の円滑な型閉り或いは型開き動作の信頼性
の点で問題が生じることがある。
【0006】また、金型Aの型開き時、各型部材A1…
A1はコイルバネD…Dの作用により離反するが、使用
するコイルバネD…Dが多いので(図例では4個)、該
バネD…Dの付勢力に不均衡があると、離反がスムーズ
に行われないことがある。そして、コイルバネD…Dの
一部にへたり等が生じると、不均衡は一層助長されるこ
とになり、信頼性や高速生産性の点で問題となることが
ある。
【0007】さらに、上記問題の対策として、金型Aの
型開き時に型開きを確実にするため、コイルバネD…D
を強力にすることが考えられるが、この場合には、パン
チの押し込みによる金型Aの型閉り時に、パンチの押し
込み力が上記コイルバネD…Dの圧縮に消費されること
になるので、エネルギ効率の点で新たな問題が生じるこ
とがある。
【0008】そこで、本発明は、金型の進退動を確実に
行わせることにより金属部品の高速且つ経済的生産が可
能な、鍛造機の金型装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記課題を解
決するため、本発明は以下のように構成したことを特徴
とする。
【0010】まず、請求項1に記載の発明(以下、第1
発明という)は、互いに対向する金型とパンチとにより
構成された鍛造ステーションにおける鍛造加工により、
軸方向の中間部が両端部より小径とされた製品を製造す
る鍛造機の金型装置において、上記金型を、外形形状が
平行な2面とこれらの面に直交し且つ奥方ほど互いの間
隔が狭くなる2つの斜面とで構成される立体を、上記平
行2面に直交する断面で2分割した形状の2つの型部材
で構成し、両型部材の中央に上記製品を成形する凹部を
設けると共に、この金型が収納されるホルダの空間の内
面を、上記立体に対応させて、平行な2面とこれらの面
に直交し且つ奥方ほど互いの間隔が狭くなる2つの斜面
とで構成し、上記型部材がパンチによりホルダの奥方に
向って押し込まれるときに互いに接近するように構成し
ており、且つ該型部材がホルダの奥方から押し出される
ときに互いに離反させる型開き手段を備えることを特徴
とする。
【0011】次に、請求項2に記載の発明(以下、第2
発明という)は、上記第1発明において、型開き手段
を、ホルダの空間の内面を構成する平行な2つの面の中
央部に設けて、両辺がホルダの空間の内面を構成する2
つの斜面にそれぞれ平行な三角形状とされた案内用突起
と、型部材の上記ホルダの平行2面に対向する面に設け
て上記突起に嵌まり合う案内用窪み部とにより構成する
ことを特徴とする。
【0012】そして、請求項3に記載の発明(以下、第
3発明という)は、上記第1発明において、製品を成形
する凹部を、全体形状が非真円形である製品を製造する
形状とすることを特徴とする。
【0013】上記の構成によれば以下のような作用が得
られる。
【0014】まず、第1発明によれば、金型を、外形形
状が平行な2面とこれらの面に直交し且つ奥方ほど互い
の間隔が狭くなる2つの斜面とで構成される立体を、上
記平行2面に直交する断面で2分割した形状の2つの型
部材で構成し、両型部材の中央に上記製品を成形する凹
部を設けると共に、この金型が収納されるホルダの空間
の内面を、上記立体に対応させて、平行な2面とこれら
の面に直交し且つ奥方ほど互いの間隔が狭くなる2つの
斜面とで構成しているので、両型部材はホルダ内で所定
の向きで保持されることになる。したがって、回り止め
のためにキーを用いた場合のような上記耐久性の問題が
解消されると共に、製品製造に際し、形状不良やバリ等
のトラブルが発生しないようになる。
【0015】次に、第2発明によれば、上記第1発明に
おいて、型開き手段を、ホルダの空間の内面を構成する
平行な2つの面の中央部に設けて、両辺がホルダの空間
の内面を構成する2つの斜面にそれぞれ平行な三角形状
とされた案内用突起と、型部材の上記ホルダの平行2面
に対向する面に設けて上記突起に嵌まり合う案内用窪み
部とにより構成するので、金型を押し出すときに確実に
型開きさせることができるようになる。
【0016】また、金型を型開きするために強力なコイ
ルバネを用いる必要がなくなるので、エネルギ効率が良
くなる。
【0017】そして、第3発明によれば、上記第1発明
において、製品を成形する凹部を、全体形状が非真円形
である製品を製造する形状としているので、軸方向の中
間部が両端部より小径とされた全体形状が非真円形の製
品を、形状不良やバリ等を発生することなく加工できる
ようになると共に、この製品を金型の手前側から取り出
すことができるようになる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通し
て、本発明をさらに詳しく説明する。
【0019】この実施の形態は、本発明に係る金型装置
を、複数の成形ステーションを有する多段式鍛造機に適
用した場合のもので、図1に示すように、この多段式鍛
造機1は、機枠(図示せず)に固設された固定フレーム
10に、第1〜第5金型ユニット11〜15を備えると
共に、固定フレーム10に対向して前進、後退するラム
20に、上記各金型ユニット11〜15にそれぞれ対向
させて第1〜第5パンチユニット21〜25を取り付け
た構成で、各対応する金型ユニット11〜15とパンチ
ユニット21〜25とで5段の成形ステーションS1〜
S5が構成されている。
【0020】そして、線材を図示しないカッタ装置によ
り切断してなる素材の端面矯正を行って、図2に示す所
定寸法とされた円柱状素材Gを形成し、該素材Gを上記
成形ステーションS1〜S5に素材移送装置(図示せ
ず)によって順次移送することにより、最終製品が得ら
れるようになっている。
【0021】そのうち、第1成形ステーションS1は、
円柱状素材Gについて鍛造を行い、図3に示すように、
一端部G1aが略四角形とされ、且つ両端部に凹部G1
b,G1cを有する中間成形品G1を形成する。
【0022】また、第2成形ステーションS2は、上記
第1成形ステーションS1で得られた中間成形品G1に
おける両端部の凹部G1b,G1c間を打ち抜くことに
より、図4に示すように、一端部G2aが略四角形とさ
れ、軸心に貫通孔G2bを有する中間成形品G2を形成
する。
【0023】さらに、第3成形ステーションS3は、上
記第2成形ステーションS2で得られた中間成形品G2
を上下反転した状態で鍛造を行い、上記貫通孔G2bを
滑らかに整え、図5に示すように、一端部G3aが略四
角形とされ、軸心に表面を滑らかにされた貫通孔G3b
を有する中間成形品G3を形成する。
【0024】また、第4成形ステーションS4は、上記
第3成形ステーションS3で得られた中間成形品G3に
ついて鍛造を行い、図6に示すように、両端部G4a,
G4aが略四角形とされ、軸方向の中間部G4bの径が
上記略四角形の対向辺間と等しいか小さい中間成形品G
4を形成する。
【0025】そして、第5成形ステーションS5は、上
記第4成形ステーションS4で得られた中間成形品G4
を上下反転した状態で鍛造を行い、図7及び図8に示す
ように、両端部G5a,G5aが略四角形とされ、軸方
向の中間部G5bの径が上記四角形の対向辺間と等しい
か小さい最終製品G5を形成する。
【0026】次に、本願の特徴部である金型装置が適用
された上記第4成形ステーションS4における金型ユニ
ット14及びパンチユニット24の構成を説明する。
【0027】図9に、金型ユニット14及びパンチユニ
ット24の主要部構造を示す。まず、金型ユニット14
側の構成から説明すると、固定フレーム10には、前方
(パンチ側、以下同様)からの荷重を受け止める受圧部
材30を介して、略円筒状の金型ホルダ31が挿入固定
されており、該ホルダ31内の奥方には、第1サポート
部材32が嵌合されて固定されていると共に、ホルダ3
1内の前方部には、一対の型部材33,33が前後動可
能に挿入されている。
【0028】また、上記第1サポート部材32には、第
2サポート部材34が立設されており、該サポート部材
34には、リング状の第3サポート部材35が前後に摺
動可能に挿入されている。
【0029】そして、上記両型部材33,33の後面
は、金型ホルダ31に摺動自在に嵌合された略円筒状の
ストリッパ36に支持されていると共に、該ストリッパ
36の大径とされた後面は、該後面に固着された第4サ
ポート部材37を介して、第2サポート部材34に内装
された複数の外側コイルバネ38…38により、前方へ
付勢されており、さらに、第2サポート部材34と、第
3サポート部材35に固着されたエジェクトスリーブ3
9との間に形成される空間に装備された複数の内側コイ
ルバネ40…40によっても、前方へ付勢されている。
この場合、型部材33,33の前方への移動は、金型ホ
ルダ31の前面にボルト41…41によって固着された
ストッパプレート42により、図示の位置で規制される
ようになっている。
【0030】また、上記エジェクトスリーブ39内には
センターピン43が挿通されており、該センターピン4
3の後端は第1サポート部材32で固定されると共に、
その先端は上記ストッパプレート42の位置まで延び
る。
【0031】さらに、受圧部材30と第1サポート部材
32とから突出する複数のエジェクトピン44…44の
前面は、第3サポート部材35の後面に当接するように
なっており、上記エジェクトスリーブ39は、中間成形
品排出時に、ノックアウト機構(図示せず)の作動によ
り、該エジェクトピン44…44を介して前方に押し出
されるようになっている。
【0032】次に、パンチユニット24側の構成を説明
すると、ラム(図1参照)にはパンチホルダ45が固着
され、該ホルダ45内にパンチ46が嵌合されて固定さ
れており、さらに、該パンチ46の中心部を前後方向に
摺動可能にパンチスリーブ47が挿入されている。そし
て、このスリーブ47内には、その先端が上記ストッパ
プレート42の位置まで延びるピン48が摺動可能に挿
通されている。
【0033】ここで、金型ホルダ31と型部材33,3
3との構成につき、図10及び図11を用いてさらに詳
細に説明する。
【0034】図10及び図11は、金型ホルダ31と、
該ホルダ31内で型開き状態とされた型部材33,33
との構成を示している。すなわち、一対の型部材33,
33は、外形形状が平行な2面とこれらの面に直交し且
つ奥方ほど互いの間隔が狭くなる2つの斜面とで構成さ
れる立体を、上記平行2面に直交する断面で2分割した
形状とされており、金型ホルダ31内面の、上記立体に
対応させて、平行な2面31a,31aとこれらの面に
直交し且つ奥方ほど互いの間隔が狭くなる2つの斜面3
1b、31bとで構成される空間に嵌合されている。
【0035】そして、上記金型ホルダ31内面における
平行2面31a,31aの中央部にはそれぞれ、両辺が
金型ホルダ31内面における2つの斜面31b,31b
にそれぞれ平行な三角形状とされた案内用突起49,4
9が設けられている。一方、上記両型部材33,33の
金型ホルダ31内面の平行2面31a,31aと対向す
る面33a…33aにはそれぞれ、上記案内用突起4
9,49に嵌まり合う案内用窪み部33b…33bが設
けられており、両型部材33,33が金型ホルダ31内
で回動することなく、その内面に沿って軸心方向に進退
動自在とされている。
【0036】さらに、両型部材33,33の分割面には
互いに対向する凹部33c…33cが形成されており、
各凹部33c,33c間には、各型部材33,33を金
型ホルダ31内面の2つの斜面31b,31b方向に離
反させるように付勢するコイルバネ50,50がそれぞ
れ内装されている。また、上記両型部材33,33の分
割面には、中間成形品G4に対応した形状の成形凹部3
3d,33dがそれぞれ設けられている。
【0037】次に、図9〜図15により、第4成形ステ
ーションS4における金型ユニット14及びパンチユニ
ット24の動作を説明する。
【0038】まず、図9により、作業開始時の動作につ
いて説明すると、中間成形品G3が、図示しない移送装
置により第3成形ステーションS3から第4成形ステー
ションS4の所定位置に移送されると、ラム(図1参
照)と共にパンチユニット24が前進し、上記中間成形
品G3は該ユニット24におけるピン48の前面と金型
ユニット14におけるセンターピン43の前面との間で
挟持される。
【0039】次に、図12〜図14により、金型の型閉
り時の動作について説明すると、さらにパンチユニット
24が前進して、中間成形品G3はパンチスリーブ47
の前進により貫通孔G3bを介してセンターピン43に
挿入される一方、パンチ46は両型部材33,33を金
型ホルダ31の奥方に押し込む。
【0040】そして、この状態でさらにパンチユニット
24が前進すると、パンチ46の先端は、両型部材3
3,33の分割面が当接するまでこれらの部材33,3
3を金型ホルダ31の奥方に押し込み、中間成形品G3
は、両型部材33,33の分割面に設けられた成形凹部
33d,33d、パンチスリーブ47、エジェクトスリ
ーブ39、及びストリップ36で形成される空間に閉じ
込められることにより鍛造され、新たな中間成形品G4
が形成される。
【0041】この場合、パンチ46の前進に伴い、両型
部材33,33は、該部材33,33に設けられた案内
用窪み部33b…33bを介して、金型ホルダ31内面
に設けられた案内用突起49,49に案内され、所定向
きで所定方向(図14の矢印参照)に型閉りすることに
なる。
【0042】次に、図15と上記図10,11とによ
り、金型の型開き時の動作について説明すると、中間成
形品G4の形成が終了すると、パンチユニット24が後
退することにより、両型部材33,33の後面は、外側
コイルバネ38…38と内側コイルバネ40…40とで
前方に付勢されるストリッパ36の前端で前方に押し出
されて両型部材33,33が型開きの状態になり、中間
成形品G4は、両型部材33,33の前面側から取り出
されるようになる。また、図示しないノックアウト機構
によってエジェクトピン44…44が作動して、第3サ
ポート部材35を介してエジェクトスリーブ39が突き
出され、該エジェクトスリーブ39の突き出しにより、
中間成形品G4はセンターピン43に沿って前方へ押し
出され、該ピン43より取り外される。
【0043】この場合、両型部材33,33は、該部材
33,33に設けられた案内用窪み部33b…33bを
介し、金型ホルダ31内面に設けられた案内用突起4
9,49に案内されて押し出されるので(図11の矢印
参照)、確実に型開きすることになる。
【0044】そして、上記中間成形品G4は、次に第5
成形ステーションS5へ移送され、最終製品G5に仕上
げられる。
【0045】なお、上記実施の形態においては、両型部
材33,33にコイルバネ50,50を内装して開閉動
作中の両型部材33,33のがたつきを防止していた
が、この問題がないと考えられる場合には該バネ50,
50を使用しなくても良い。
【0046】また、上記実施の形態は、本発明を多段式
鍛造機に適用した場合のものであるが、本発明は単段式
鍛造機等にも同様に適用されるものである。
【0047】
【発明の効果】以上具体例を挙げて詳しく説明したよう
に、まず、第1発明によれば、金型を、外形形状が平行
な2面とこれらの面に直交し且つ奥方ほど互いの間隔が
狭くなる2つの斜面とで構成される立体を、上記平行2
面に直交する断面で2分割した形状の2つの型部材で構
成し、両型部材の中央に上記製品を成形する凹部を設け
ると共に、この金型が収納されるホルダの空間の内面
を、上記立体に対応させて、平行な2面とこれらの面に
直交し且つ奥方ほど互いの間隔が狭くなる2つの斜面と
で構成しているので、両型部材はホルダ内で所定の向き
で保持されることになる。したがって、回り止めのため
にキーを用いた場合のような上記耐久性の問題が解消さ
れると共に、製品製造に際し、形状不良やバリ等のトラ
ブルが発生しないようになる。
【0048】次に、第2発明によれば、上記第1発明に
おいて、型開き手段を、ホルダの空間の内面を構成する
平行な2つの面の中央部に設けて、両辺がホルダの空間
の内面を構成する2つの斜面にそれぞれ平行な三角形状
とされた案内用突起と、型部材の上記ホルダの平行2面
に対向する面に設けて上記突起に嵌まり合う案内用窪み
部とにより構成するので、金型を押し出すときに確実に
型開きさせることができるようになる。
【0049】また、金型を型開きするために強力なコイ
ルバネを用いる必要がなくなるので、エネルギ効率が良
くなる。
【0050】そして、第3発明によれば、上記第1発明
において、製品を成形する凹部を、全体形状が非真円形
である製品を製造する形状としているので、軸方向の中
間部が両端部より小径とされた全体形状が非真円形の製
品を、形状不良やバリ等を発生することなく加工できる
ようになると共に、この製品を金型の手前側から取り出
すことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る多段式鍛造機の概
略平面図である。
【図2】 同鍛造機で加工される素材の形状を示す側面
図である。
【図3】 同鍛造機の第1成形ステーションで成形され
た中間成形品の形状を示す側面図である。
【図4】 同鍛造機の第2成形ステーションで成形され
た中間成形品の形状を示す側面図である。
【図5】 同鍛造機の第3成形ステーションで成形され
た中間成形品の形状を示す側面図である。
【図6】 同鍛造機の第4成形ステーションで成形され
た中間成形品の形状を示す側面図である。
【図7】 同鍛造機の第5成形ステーションで成形され
た最終製品の形状を示す側面図である。
【図8】 同じく最終製品の形状を示す正面図である。
【図9】 同鍛造機における金型ユニット及びパンチユ
ニットの構成を示す断面図である。
【図10】 図9のア−ア線に沿って見た金型ユニット
の要部正面図である。
【図11】 図10のイ−イ線による金型ユニットの要
部断面図である。
【図12】 同鍛造機におけるパンチユニット前進時の
金型ユニット及びパンチユニットの状態を示す断面図で
ある。
【図13】 図12のウ−ウ線に沿って見た金型ユニッ
トの要部正面図である。
【図14】 図13のエ−エ線による金型ユニットの要
部断面図である。
【図15】 同鍛造機におけるパンチユニット後退時の
金型ユニット及びパンチユニットの状態を示す断面図で
ある。
【図16】 従来技術に係る金型の問題点を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
1 多段式鍛造機 14 第4金型ユニット 24 第4パンチユニット 31 金型ホルダ 33 型部材 33b 案内用窪み部 33d 成形凹部 46 パンチ 49 案内用突起 G4 中間成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝 茨城県猿島郡五霞村元栗橋大門2300番地 東京阪村機械株式会社内 (72)発明者 真弓 誠司 京都府久世郡久御山町大字佐山小字新開地 5−1 阪村産業株式会社内 Fターム(参考) 4E087 AA10 CA11 EC50 ED31

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに対向する金型とパンチとにより構
    成された鍛造ステーションにおける鍛造加工により、軸
    方向の中間部が両端部より小径とされた製品を製造する
    鍛造機の金型装置であって、上記金型は、外形形状が平
    行な2面とこれらの面に直交し且つ奥方ほど互いの間隔
    が狭くなる2つの斜面とで構成される立体を、上記平行
    2面に直交する断面で2分割した形状の2つの型部材で
    構成されて、両型部材の中央に上記製品を成形する凹部
    が設けられていると共に、この金型が収納されるホルダ
    の空間の内面が、上記立体に対応させて、平行な2面と
    これらの面に直交し且つ奥方ほど互いの間隔が狭くなる
    2つの斜面とで構成されて、上記型部材がパンチにより
    ホルダの奥方に向って押し込まれるときに互いに接近す
    るように構成されており、且つ該型部材がホルダの奥方
    から押し出されるときに互いに離反させる型開き手段が
    備えられていることを特徴とする鍛造機の金型装置。
  2. 【請求項2】 型開き手段は、ホルダの空間の内面を構
    成する平行な2つの面の中央部に設けられて、両辺がホ
    ルダの空間の内面を構成する2つの斜面にそれぞれ平行
    な三角形状とされた案内用突起と、型部材の上記ホルダ
    の平行2面と対向する面に設けられて上記突起に嵌まり
    合う案内用窪み部とにより構成されることを特徴とする
    請求項1に記載の鍛造機の金型装置。
  3. 【請求項3】 製品を成形する凹部は、全体形状が非真
    円形である製品を製造する形状とされていることを特徴
    とする請求項1に記載の鍛造機の金型装置。
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