JP3167831B2 - プレス機械 - Google Patents

プレス機械

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JP3167831B2
JP3167831B2 JP13322593A JP13322593A JP3167831B2 JP 3167831 B2 JP3167831 B2 JP 3167831B2 JP 13322593 A JP13322593 A JP 13322593A JP 13322593 A JP13322593 A JP 13322593A JP 3167831 B2 JP3167831 B2 JP 3167831B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、方向性(回転させるこ
とにより種々の加工形態を採ることができるという特
性)を有する回転金型を備えたプレス機械に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的なプレス機械について簡単に説明
すると、フレームには金型ヘッドが設けてあり、この金
型ヘッドには方向性を有する回転金型が着脱交換可能に
設けてある。上記回転金型は、回転金型に一体的に備え
た従動歯車と、金型ヘッドにこの従動歯車に噛合して設
けた駆動歯車等の作用により、所定の回転位置に回転位
置決めされるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のごとき
従来のプレス機械においては、金型ヘッドは1つの回転
金型を備えるのみであるため、方向性を有する回転金型
を回転させて種々の加工形態を採ることができると言え
ども、回転金型の交換を頻繁に行う必要があり、一連の
プレス加工作業(回転金型の交換作業等も含む)が煩雑
化するという問題がある。
【0004】そこで、本発明は、上記の問題点を解決す
ることができるプレス機械を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述のごとき従来の問題
点を解決するため、本発明においては、フレームに金型
ヘッドを設け、この金型ヘッドにツールホルダを着脱交
換可能かつ回転可能に設け、このツールホルダに方向性
を有する複数の回転金型を回転自在に設け、複数の回転
金型に従動ギアをそれぞれ一体的に設け、複数の従動ギ
アにそれぞれ噛合した中間ギア杆を設け、上記回転金型
を所定の回転位置に回転位置決めするため、前記金型ヘ
ッドに駆動杆を長手方向へ移動制御可能に設けると共
に、この駆動杆を中間ギア杆に接続遮断可能に構成して
なることを特徴とする。
【0006】ここで、従動ギアは平歯車又はウォームホ
イール等であり、中間ギア杆、駆動杆、ラック部材又は
ウォーム軸等である。なお、駆動杆は必ずしもギア部を
有するものではない。
【0007】
【作用】前記の構成において、ツールホルダを回転させ
ることにより、中間ギア杆を駆動杆に対応する位置に位
置決めする。このとき、中間ギア杆が複数の従動ギアに
それぞれ噛合してあるため、回転金型がツールホルダに
対して回転することを極力押さえることができる。そし
て、駆動杆を中間ギア杆に接続せしめて、駆動杆と中間
ギア杆を一体化せしめる。
【0008】駆動杆と中間ギア杆を一体化せしめた後
に、駆動杆を長手方向へ移動制御することにより、回転
金型を従動ギアと一体的に回転させて、ツールホルダに
対する所定の回転位置に回転位置決めする。このとき、
複数の回転金型は同期して回転するため、複数の回転金
型のうちいずれかの回転金型又はすべての回転金型の回
転位置決めを行うことができる。
【0009】回転金型を所定の回転位置に回転位置決め
した後に、又は回転位置決めする前に、ワークを金型ヘ
ッドに対して相対的に移動位置決めする。そして、上下
の所定の回転金型を協働させることにより、上記ワーク
に対して所望のプレス加工を行うことできる。
【0010】回転金型の交換を行う場合には、複数の回
転金型を備えたツールホルダを金型ヘッドから離脱せし
めて、複数の新たな回転金型を備えたツールホルダを金
型ヘッドに装着せしめる。このときに、中間ギア杆が複
数の従動ギアにそれぞれ噛合してあるため、回転金型及
び新たな回転金型がツールホルダ及び新たなツールホル
ダに対してそれぞれ回転することを極力押さえることが
できる。
【0011】
【実施例】以下、本実施例に係る発明について図面に基
づいて説明する。
【0012】図4、図5、図7を参照するに、プレス機
械1は、下部フレーム3と、この下部フレーム3に上下
に対向した上部フレーム5を備えており、下部フレーム
3と上部フレーム5は適宜の支柱7により一体的に構成
してある。
【0013】上記上部フレーム5における下部適宜位置
には一対のガイド部材9aが左右方向(図4,図5にお
いて左右方向、図7において紙面に向って裏表方向)へ
延伸して設けてあり、一対のガイド部材9aには方向性
を有する複数の上部回転金型11を備えた上部金型ヘッ
ド13が左右方向へ移動自在に設けてある。上記上部金
型ヘッド13を左右方向へ移動させるために、上部フレ
ーム5の下部適宜位置には左右方向へ延伸した上部金型
ヘッド用ボールねじ15aが軸受17aを介して設けて
あり、上部金型ヘッド13がこのボールねじ15aに螺
合してある。このボールねじ15aは、下部フレーム3
の左側にサーボモータ19に連動連結してある。
【0014】上記上部フレーム5における上部適宜位置
には一対のガイド部材21aが左右方向へ延伸して設け
てあり、一対のガイド部材21aには上部回転金型11
を昇降させる上部昇降シリンダ23を備えた上部シリン
ダヘッド25が左右方向へ移動自在に設けてある。上記
上部シリンダヘッド25を左右方向へ移動させるため
に、上部フレーム5の上部適宜位置には左右方向へ延伸
した上部シリンダヘッド用ボールねじ27aが軸受29
aを介して設けてあり、上部シリンダヘッド23がこの
ボールねじ27aに螺合してある。このボールねじ27
aは、上部フレーム5の右側に設けたサーボモータ31
に連動連結してある。
【0015】ここで、上部シリンダヘッド25は上部フ
レーム5の上部に左右方向へ延伸して設けた開口部33
aに位置している。また、上部昇降シリンダ23におけ
るピストンロッド35の下端にはストライカー37が設
けてある。更に、上部シリンダヘッド25は、上部昇降
シリンダ23の他に、油圧の作用により昇降する昇降ス
リーブ39を備えている。
【0016】前記下部フレーム3の上部適宜位置には下
部回転金型41を備えた下部金型ヘッド43が左右方向
へ移動可能に設けてあり、下部フレーム3の下部適宜位
置には下部回転金型41を昇降させる下部昇降シリンダ
45を備えた下部シリンダヘッド47が左右方向へ移動
可能に設けてある。上記下部金型ヘッド43、下部シリ
ンダヘッド47等の構成は、上部金型ヘッド13、上部
シリンダヘッド25等の構成とほぼ同じであり、下部金
型ヘッド43、下部シリンダヘッド47等の構成の詳細
については省略し、下部金型ヘッド43、下部シリンダ
ヘッド47等における各構成要素については、図面中に
上部金型ヘッド13、上部シリンダヘッド25等におけ
る各構成要素と同一番号b符号を付する。
【0017】なお、図4に示すように、ボールねじ15
a,15bを同期して回転させるために、ボールねじ1
5a,15bはプーリ49,51タイミングベルト53
により連動連結してあり、同様にボールねじ27a,2
7bを同期して回転させるために、ボールねじ27a,
27bはプーリ55,57,タイミングベルト59によ
り連動連結してある。
【0018】プレス機械1は、上部金型ヘッド13と下
部金型ヘッド43の間において板状のワークWを支持す
るワークテーブル装置61を備えている。
【0019】より詳細には、下部フレーム3の適宜位置
にはテーブルフレーム63が設けてあり、このテーブル
フレーム63における前部(図4において下部、図5に
おいて紙面に向って表部、図7において左部)と後部に
はフロントテーブル65とリアテーブル67がそれぞれ
設けてある。フロントテーブル65,リアテーブル67
は前後方向へ延伸した支持ベルト69,71をそれぞれ
多数備えており、多数の支持ベルト69,71は金型ヘ
ッド13,43の左右方向の移動を妨げないように構成
してある。
【0020】上記テーブル63の右側上部には前後方向
へ延伸したキャレッジベース73が設けてあり、このキ
ャレッジベース73にはキャレッジ75が図示省略のサ
ーボモータ,ボールねじ等の作用により前後方向へ移動
可能に設けてある。上記キャレッジ75はワークWの右
端部を把持する複数のクランプ装置77を備えている。
【0021】上記構成により、サーボモータ19を適宜
に駆動制御してボールねじ15a,15bを同期して同
方向へ回転駆動させることにより、上部金型ヘッド1
3,下部金型ヘッド43を左右方向(水平方向)へ移動
させる。また、サーボモータ31を適宜に駆動制御して
ボールねじ27a,27bを同期して同方向へ回転駆動
させることにより、上部シリンダヘッド25,下部シリ
ンダヘッド47を左右方向へ移動させる。更に、クラン
プ装置77により板状のワークWを把持した状態の下
で、キャレッジ75を前後方向へ適宜に移動させる。以
上により、ワークWを金型ヘッド13,43に対して相
対的に前後方向,左右方向の移動位置決めを行うことが
できる。
【0022】ワークWの移動位置決めを行った後に、上
部昇降シリンダ23の作動により上部回転金型(この場
合上部回転金型のパンチ)11を下降させると共に、下
部昇降シリンダ45の作動により下部回転金型41を上
昇させる。これによってワーークWに対して所望のプレ
ス加工(成形加工、打抜き加工等)を行うことができ
る。
【0023】上部回転金型11は、加工形態に対応して
所定の回転位置に回転位置決めできるように構成してあ
る。
【0024】詳細には、図1,図2,図6を参照する
に、上部金型ヘッド13におけるヘッドベース79内に
は回転スリーブ81がベアリング83を介して回転自在
に設けてあり、この回転スリーブ81にはウォームホイ
ール85が一体的に設けてある。上記上部金型ヘッド1
3の後部(図1,図2において右部、図6において紙面
に向って裏部)適宜位置にはウォームホイール85に噛
合したウォームギア87が設けてあり、このウォームギ
ア87は左右方向(図1において紙面に向って裏表方
向、図2において上下方向、図6において左右方向)へ
延伸したポールスプライン軸89にスプライン嵌合して
ある。上記ボールスプライン軸89は上部フレーム5に
軸受91を介して回転自在に設けてあると共に、上部フ
レーム5の適宜位置に設けた割出しサーボモータ93に
連動連結してある。
【0025】上記回転スリーブ81には方向性を有する
複数の上部回転金型11を保持するツールホルダ95が
昇降自在かつ着脱交換自在に設けてあり、このツールホ
ルダ95は曲り止めキー(図示省略)を介して回転スリ
ーブ81に対して回転不能に構成してある。なお、この
ツールホルダ95の上部に形成したフランジ部には周溝
97が設けてある。上記回転スリーブ81におけるツー
ルホルダ95の周縁付近には複数(図面には1つのみ図
示)のガイドボルト99が設けてあり、各ガイドボルト
99にはツールホルダ95におけるフランジ部を支持す
る支持ピース101が昇降可能に設けてある。そして、
上記ガイドボルト99における支持ピース101と回転
スリーブ81の間にはツールホルダ95を上方向へ付勢
可能なスプリング103が弾装してある。
【0026】複数の上部回転金型11はそれぞれツール
ホルダ95の回転中心に対して偏心して構成してある。
【0027】上記上部回転金型11についてより詳細に
説明すると、ツールホルダ95における回転中心に対し
て偏心した適宜位置には支持スリーブ105が回転自在
に設けてあり、この支持スリーブ105には方向性を有
するパンチ107を昇降自在に保持するパンチホルダ1
09が昇降自在に設けてある。そして、上記支持スリー
ブ105におけるフランジ部とパンチホルダ109にお
けるフランジ部の間にはパンチホルダ109を上方向へ
付勢可能なリフタスプリング111が設けてあり、パン
チ107におけるヘッド部とパンチホルダ109におけ
るフランジ部の間にはパンチ107を上方向へ付勢可能
なストリッパスプリング113が設けてある。
【0028】なお、適宜位置には上部回転金型11がツ
ールホルダ95に対する所定の原点回転位置に位置した
ことを検出する原点位置検出装置(図示省略)が設けて
あり、この原点位置検出装置は、例えばツールホルダ9
5に設けたリミットスイッチと、上部回転金型11に設
けたドグとからなる。
【0029】複数の上部回転金型11における支持スリ
ーブ105には従動ギア115がそれぞれ一体的に設け
てあり、従動ギア115の歯幅は比較的大きく構成して
ある。上記ツールホルダ95(回転スリーブ81の一部
分を含む)における複数の従動ギア115の間には支持
溝117が設けてあり、この支持溝117には複数の従
動ギア115にそれぞれ噛合した中間ラック部材119
が設けてある。ツールホルダ95における中間ラック部
材119の上方位置には、中間ラック部材119を上方
向から押圧する押圧部材121を備えた昇降ロッド12
3が昇降自在に設けてあり、この昇降ロツド123にお
けるツールホルダ95と押圧部材121の間には押圧部
材121を下方向へ押圧付勢するスプリング125が設
けてある。これによって、中間ラック部材119は、あ
る程度の力が作用したとき以外は支持溝117上を移動
することが押さえられる。
【0030】前記ヘッドベース79における回転スリー
ブ81の右側にはトンネル127が左右方向へ延伸して
設けてあり、このトンネル127には駆動ラック部材1
29が適宜のガイド部材(図示省略)を介して左右方向
へ移動自在に設けてある。なお、ヘッドベース79にお
ける回転スリーブ81の左側には中間ラック部材11
9、駆動ラック部材129が進入可能なサブトンネル1
30が設けてある。上記駆動ラック部材129を左右方
向へ移動制御するため、ツールホルダ95の中央部適宜
位置にはこの駆動ラック部材129に噛合した送りピニ
オン131が回転可能に設けてあり、この送りピニオン
131は、ツールホルダ95の右部適宜位置に設けたサ
ーボモータ133(エンコーダ135を備えている)に
ウォーム137,ウォームホイール139を介して連動
連結してある。
【0031】ツールホルダ95を回転させて中間ラック
部材119を駆動ラック部材129に対応する位置に位
置決めしたときに、駆動ラック部材129は中間ラック
部材119に接続遮断可能に構成してある。ここで、駆
動ラック部材129に対応する位置とは図2に示すよう
な駆動ラック部材129に対して平行な位置をいう。
【0032】より詳細には、図2、図3を参照するに、
中間ラック部材119の両端部には進入孔141がそれ
ぞれ設けてあり、各進入孔141には周溝143が形成
してある。駆動ラック部材129の右端部(図2、図3
において下端部)には適宜の進入孔141に進入可能な
進入スリーブ145が一体的に設けてあり、この進入ス
リーブ145の周面に設けた複数のテーパ孔147に
は、上記周溝143に係合可能な係合ボール149が遊
嵌してある。複数の係合ボール149をテーパ孔147
に対して出没する方向へ移動させるため、進入スリーブ
145内には周溝151を備えたジョイントロッド15
3が左右方向へ移動自在に支持されており、係合ボール
149は、ジョイントロッド153の移動により周溝1
51に対して係合離脱可能である。上記ジョイントロッ
ド153を左右方向へ移動させるため、駆動ラック部材
129の左端部にはスプリング155を備えたエアシリ
ンダ157が設けてあり、このエアシリンダ157のピ
ストン159にジョイントロッド153が連結してあ
る。
【0033】なお、下部回転金型41も上部回転金型1
1と同様に加工形態に対応して所定の回転位置に回転位
置決めできるように構成してある。また、下部回転金型
41の回転位置決めを行うための手段の構成要素につい
ては、図中に所定の上部回転金型11の回転位置決めを
行うための手段における対応する構成要素を同一番号を
付し、詳細な説明は省略する。ここで、所定の下部回転
金型41の回転位置決めを行うための手段におけるボー
ルスプライン軸89は、所定の上部回転金型11の回転
位置決めを行うための手段における前記ボールスプライ
ン軸89にプーリ161,163,タイミングベルト1
65を介して連動連結してある(図6参照)。
【0034】再び図5を参照するに、上部フレーム5に
おける左部には複数の上部回転金型11を備えたツール
ホルダ95を上部金型ヘッド13に対して着脱交換を行
う公知の上部金型交換装置167aが設けてあり、同様
に下部フレーム3における左部には複数の下部回転金型
41を備えたツールホルダ95を下部金型ヘッド47に
対して着脱交換を行う公知の下部金型交換装置167b
が設けてある。なお、金型交換装置167a,167b
はツールホルダ95における周溝97を把持する把持ア
ーム(図示省略)を備えている。
【0035】前述のごとき構成に基づいて本実施例の作
用について説明する。
【0036】サーボモータ93の駆動制御によりボール
スプライン軸89を回転させることによりウォーム8
7,ウォームホイール85の作用により回転スリーブ8
1を回転させることができる。これによって、ツールホ
ルダ95が回転スリーブ81と一体的に回転させる一
方、中間ラック部材119を駆動ラック部材129に対
応する位置に位置せしめることができる。このとき、中
間ラック部材119が複数の従動ギア115にそれぞれ
噛合してあるため、上部回転金型11がツールホルダ9
5に対して回転することを極力押さえることができる。
【0037】中間ラック部材119を駆動ラック部材1
29に対応する位置に位置せしめた後に、サーボモータ
133を駆動制御して送りピニオン131をウォーム1
37,ウォームホイール139を介して回転させること
により、駆動ラック部材129を左方向へ移動させて、
進入スリーブ145を進入孔141に進入せしめる。こ
のとき、エアシリンダ159の作動によりジョイントロ
ッド153を駆動ラック部材129に対して左方向へ移
動させることにより、係合ボール149は、図3に示す
ような周溝151に係合してテーパ孔147に対して没
入した状態から、周溝151との係合状態が外れてテー
パ孔147に対して突出した状態になる。したがって、
係合ボール149を周溝143に係合せしめることがで
き、駆動ラック部材129を中間ラック部材119に接
続せしめて、駆動ラック部材129と中間ラック部材1
19を一体化せしめる。
【0038】駆動ラック部材129と中間ラック部材1
19を一体化せしめた後に、サーボモータ133を駆動
制御して駆動ラック部材129を更に左方向へ移動させ
ることにより、駆動ラック部材129を支持溝117に
進入せしめて従動ギア115に噛合せしめると共に、中
間ラック部材119をサブトンネル130に進入せしめ
る。なお、中間ラック部材119を支持溝117から完
全に退出せしめた後においては、エアシリンダ157の
作動によりジョイントロッド153を駆動ラック部材1
29に対して右方向へ移動させて周溝143と係合ボー
ル149の係合状態を解除しておくことが望ましい。
【0039】駆動ラック部材129を複数の従動ギア1
15に噛合せしめた後に、サーボモータ135を駆動制
御して駆動ギア115を回転させることにより、所定の
上部回転金型11を従動ギア115と一体的に回転させ
る。所定の上部回転金型11の回転により上部回転金型
11がツールホルダ95に対する原点回転位置に位置す
ると、原点位置検出装置により所定の検出が行われる。
そして、エンコーダ133,図示省略の制御装置等の作
用により所定の上部回転金型11を原点回転位置から例
えば時計回り方向へ所定角度だけ回転した回転位置に回
転位置決めする。このとき、複数の上部回転金型11は
同期して回転するため、複数の上部回転金型11のうち
いずれかの上部回転金型11又はすべての上部回転金型
11の回転位置決めを行うことができる。
【0040】上述と同様の操作を下部回転金型41等に
対して行うことにより、下部回転金型41を原点回転位
置から時計回り方向へ所定角度だけ回転した位置に回転
位置決めする。
【0041】所定の上部回転金型11,所定の下部回転
金型41を所定の回転位置に回転位置決めした後に、又
は回転位置決めする前に、前述のごとく金型ヘッド1
3,43,シリンダヘッド25,47を左右方向へ移動
させて所定の上部回転金型11,下部回転金型41を左
右方向における所定位置に位置決めする。また、クラン
プ装置77により板状のワークWを把持した状態の下で
キャレッジ75を前後方向へ移動位置決めして、ワーク
Wを前後方向の所定位置に移動位置決めする。これによ
って、ワークWを金型ヘッド13,43に対して相対的
に前後方向,左右方向へ移動位置決めすることができ
る。
【0042】そして、下部昇降シリンダ45の作動によ
り下部回転金型41を上昇させると共に、上部昇降シリ
ンダ23の作動によりストライカー37を下降させて、
所定の上部回転金型11におけるパンチ107をツール
ホルダ95に対して下降させる。これによって、ワーク
Wに対して所望のプレス加工(成型加工、打抜き加工
等)を行うことができる。ここで、パンチ107をツー
ルホルダ95に対して下降させる前に、昇降スリーブ3
9を下降させてツールホルダ95をスプリング103の
付勢力に抗して下降せしめることにより、予め上部回転
金型11を一体的に下降させて所定の高さ位置に位置せ
しめておくこともできる。
【0043】回転金型11,41の交換を行う場合に
は、まず、サーボモータ19を駆動制御して金型ヘッド
13,43を左方向へ移動させて、金型交換位置147
a,147bに対応する位置に位置せしめる。そして、
上部金型交換装置167a,下部金型交換装置167b
を適宜に操作することにより、複数の上部回転金型11
(下部回転金型41)を備えたツールホルダ95を上部
金型ヘッド13(下部金型ヘッド43)から離脱せしめ
て、複数の新たな上部回転金型11(下部回転金型4
1)を備えたツールホルダ95を上部金型ヘッド13
(下部金型ヘッド43)に装着せしめる。このとき、中
間ラック部材119が複数の従動ギア115にそれぞれ
噛合してあるため、上部回転金型11(下部回転金型4
1)及び新たな上部回転金型11(下部回転金型41)
がツールホルダ95及び新たなツールホルダ95に対し
それぞれ回転することを極力押さえることができる。
【0044】以上のごとき本実施例によれば、金型ヘッ
ド13,43は所定の回転位置に回転位置決めるこがで
きる回転金型11,41をそれぞれ複数備えているた
め、回転金型11,41の交換を頻繁に行う必要がな
く、作業能率向上の効果を奏する。
【0045】また、金型ヘッド13,43を左右方向へ
移動させるとき、及びツールホルダ95を金型ヘッド1
3,43に対して着脱交換せしめて回転金型11,41
の交換を行うときに、回転金型11,41がツールホル
ダ95に対して回転することを極力押さえているため、
回転金型11,41の回転位置決めを精密かつ適切に行
うことができるものである。
【0046】なお、本発明は、前述のごとき実施例の説
明に限るものではなく、適宜の変更を行うことによりそ
の他の種々の態様で実施可能である。
【0047】
【発明の効果】以上のごとき実施例の説明により、理解
されるように、本発明によれば、金型ヘッドは所定の回
転位置に回転位置決めすることができる回転金型を複数
備えているため、回転金型の交換を頻繁に行う必要がな
く、作業能率向上の効果を奏する。
【0048】また、ツールホルダを金型ヘッドに対して
着脱交換せしめて回転金型の交換を行うときに、回転金
型がツールホルダに対して回転することを極力押さえて
いるため、回転金型の回転位置決めを精密かつ適切に行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図7における矢示部Iの拡大図である。
【図2】図1におけるII−II線に沿った概略図である。
【図3】図2における矢示図III の拡大図である。
【図4】プレス機械の平面図である。
【図5】プレス機械の正面図であり、ボールスプライン
軸を省略したものである。
【図6】プレス機械の正面図であり、ボールねじを省略
したものである。
【図7】図4におけるVII −VII に沿った図である。
【符号の説明】
1 プレス機械 5 上部フレーム 11 上部回転金型 13 上部金型ヘッド 95 ツールホルダ 115 従動ギア 119 中間ラック部材 129 駆動ラック部材 133 サーボモータ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B30B 15/02 B21D 28/02 B21D 28/34 B21D 37/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームに金型ヘッドを設け、この金型
    ヘッドにツールホルダを着脱交換可能かつ回転可能に設
    け、このツールホルダに方向性を有する複数の回転金型
    を回転自在に設け、複数の回転金型に従動ギアをそれぞ
    れ一体的に設け、複数の従動ギアにそれぞれ噛合した中
    間ギア杆を設け、上記回転金型を所定の回転位置に回転
    位置決めするため、前記金型ヘッドに駆動杆を長手方向
    へ移動制御可能に設けると共に、この駆動杆を中間ギア
    杆に接続遮断可能に構成してなることを特徴とするプレ
    ス機械。
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