JP3517184B2 - サイドバーリング装置 - Google Patents

サイドバーリング装置

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JP3517184B2 JP2000205924A JP2000205924A JP3517184B2 JP 3517184 B2 JP3517184 B2 JP 3517184B2 JP 2000205924 A JP2000205924 A JP 2000205924A JP 2000205924 A JP2000205924 A JP 2000205924A JP 3517184 B2 JP3517184 B2 JP 3517184B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は金属薄板材のねじ穴
のタッピング加工においてねじ山数不足を解消するため
に予め形成した穴に張出し部を成形するバーリング加工
に関する。 【0002】 【従来の技術】バーリング加工は、図7の(a)に示す
金属板材1のバーリング下穴4に同図の(b)に示すよ
うに張出し部5を設けるために張出し成形する金属加工
である。一般には、金属板材1に対しタッピング加工す
るとき、金属板材1が薄板の場合には単に開口したバー
リング下穴4の周囲にタッピングしても、ねじ山を形成
する厚みが十分でない。このためねじ山数が不足する。
そこで、バーリング加工により張出し部5を形成し、肉
厚部をバーリング下穴4の周囲に設けてその後にタッピ
ングする。この他、バーリング加工は、薄板で比較的大
きな窓穴を形成するとき、全体の強度を向上させる目的
で穴の内側に張出し部を設けて剛性を高めるためにバー
リング加工する。 【0003】ところで、通常の金属加工方法では、金属
板材1の端部に形成したバーリング下穴4をバーリング
加工して張出し部5を形成した後、該バーリング加工に
よる張出し部5を領域内に有する端部3を直角にプレス
により曲げ加工して曲折部2を成形する場合、例えば、
図7の(b)に示すバーリング加工により成形した張出
し部5は、同図の(c)に示すように下型15に載置さ
れて、上型14により曲げ加工される。しかし、金属板
材1の張出し部5は曲折部2の近辺に存在するので上型
14に干渉してしまい当接して押され、張出し部5は潰
れ、潰れた張出し部16となってしまう。そこで、上型
14の張出し部5と当接する部分に削りを施したり、あ
るいは曲げの分割型で逃がしたりしているが、往々にし
て干渉することとなる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、金属板材の曲折端部のタッピング穴の張出
し部の形成において、曲げ加工における金型との干渉を
無くし、金属板材の曲折端部のバーリング加工および皿
ビス用の皿押し加工を容易に効率よく行うためのサイド
バーリング装置を提供することである。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の手段は、請求項1の発明では、装置本体の前
壁上部 から前方に突出したブラケットを設け、ブラケッ
トの先端を立上げダイ受け部とし、ダイ受け部に対峙し
た装置本体の前壁上部にパンチ案内筒を配設し、装置本
体内下部に後方向に伸縮するシリンダーロッドを有する
エアーシリンダーを配設し、シリンダーロッドの後端に
ブーメランレバーの一端を枢着して枢軸とし、シリンダ
ーロッドと枢着したブーメランレバーの一端の上方にブ
ーメランレバーの中央角部を配置し、該中央角部を回動
軸として装置本体の後端上部に枢着し、ブーメランレバ
ーの他端を中央角部の前方に配置して該他端をトッグル
ジョイントとして直状ロッドの後端に枢着して該直状ロ
ッドをトッグルジョイントの前方に配置し、一方、エア
ーシリンダー上方に前後方向の直動ガイドを設け、該直
動ガイドに案内されて前後方向に直動する押出しロッド
を配設し、該押出しロッドの後端に該直状ロッドの先端
を枢着して枢軸とし、該押出しロッドの先端をヘッドと
して該ヘッドの前方に離間してコイルバネにより後方に
付勢弾発されたパンチを配設し、該パンチを装置本体上
部前壁に配設のパンチ案内筒に挿通したことを特徴とす
る金属板材の曲折端部のサイドバーリング装置である。 【0006】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1は本発明の1実施の形態の外観を示
す斜視図である。図2は図1の平面図である。図3は図
1の装置の側面図で内部機構を点線で模式的に示した図
である。図4は図1の装置の使用状態を示す斜視図であ
る。図5は側壁を除いて内部機構を示した模式図で、
(a)はシリンダーロッドを縮めた待機状態を示し、
(b)はシリンダーロッドを後方に延ばしてパンチをダ
イに押し込んだ状態を示す図である。図6は本発明のバ
ーリング装置に適用する曲げ加工した金属板材の断面図
で、(a)は曲げ加工した曲折端部にバーリング下穴を
有する金属板材のバーリング加工前の断面図、(b)は
曲げ加工した曲折端部にバーリング下穴に張出し部を形
成してタッピング用穴とした金属板材のバーリング加工
後の断面図を示す。図7は従来の方法によるバーリング
加工を例示する図で、(a)は端部にバーリング下穴を
形成した曲げ加工前の金属板材、(b)は(a)の金属
板材にバーリング加工して張出し部を形成した曲げ加工
前の金属板材、(c)は張出し部を形成した金属板材を
金型間で曲折加工した状態を示す図である。図8は本発
明装置のバーリング加工におけるダイおよびパンチ近辺
の拡大模式側面図で、(a)は押出し前の状態、(b)
は押出し後の状態を示す図である。図9は本発明装置の
皿押し加工におけるダイおよびパンチ近辺の拡大模式側
面図で、(a)は押出し前の状態、(b)は押出し後の
状態を示す図である。 【0007】請求項1の発明に実施の形態を図面を参照
して説明する。この実施の形態は、上記の請求項1およ
び請求項2の発明の方法を実施するための金属板材の曲
折端部のサイドバーリング装置20である。図1にその
外観の斜視図を示し、装置本体21のケーシングの大き
さは、例えば長さ465mm、幅270mm、高さ19
0mmで、さらに中央の上部突出部42は60mm高く
なり、上部突出部42の中は後述のトッグルジョイント
機構の作動部を収納している。下部には安定を図るため
の高さ調整用の脚43が前後左右に4脚を有する。装置
本体21の前壁22の上部には、前壁22から下顎状に
前方に40mm突出する高剛性の鋼材からなるブラケッ
ト23が設けられている。ブラケット23の前部は立上
がりダイ6を嵌合する凹みからなるダイ受け部24に形
成されており、ダイ受け部24は前壁22を貫通して設
けられたパンチ案内筒25の先端と対峙している。この
実施の形態の装置で、冷延鋼板の一般用のSPCCの
1.6mm厚の金属板材1に径4mm用までのバーリン
グができる。装置本体21の向かって右側の上面には種
々の交換用ダイス49を収納するダイトレー48が形成
され、向かって左側の上面には後述する駆動用のエアシ
リンダー26の空気圧を調節する空気圧調整ノブ46が
設けられている。空気圧調整ノブ46は上に3mm程度
引き上げて回転して加圧の調整をし、3mm程度押し下
げて回転をロックする機構としている。さらに向かって
右側のテーパー状の側面にはそのときの供給されている
空気圧を示す圧力ゲージ45が設けられている。前壁2
2の後方の上面にはパンチ案内筒25の後端とその後端
とパンチ8の後端との間にコイルバネ41が挿着されて
おり、パンチ8を後方に付勢弾撥し、さらにコイルバネ
41の後方すなわちパンチ8の後方には常時はパンチ8
と離間して押出しロッド38のヘッド40が見られる。 【0008】装置本体21の内部機構は図4あるいは図
5に示す。装置本体21の内部の下部にはエアーシリン
ダー26をその先端により枢軸27で保持し、後方にシ
リンダーロッド28を配設する。エアーシリンダー26
のシリンダー径はφ80で、約70〜80N/mm2
応力をシリンダーロッドに及ぼす。シリンダーロッド2
8は後方にストローク40mm伸び、シリンダーロッド
受け52に当接して停止する。シリンダーロッド28の
後端はブーメランレバー30の一端31と枢軸29で枢
着されている。ところでブーメランレバー30はその中
央角部32を回動軸33として回転可能に装置本体21
の後端上部に枢着されている。そこでブーメランレバー
30の他端34は装置本体21の上部突出部42内に位
置して前方に延在して枢軸により直状ロッド36の後端
と接続されてトッグルジョイント35を形成している。
すなわちブーメランレバー30の一端31がストローク
40mm後退すると、ブーメランレバー30の他端34
のトッグルジョイント35は回動軸33を軸に回動して
下方に移動する。ブーメランレバー30の他端には直状
ロッド36の後端がトッグルジョイント35にて枢着さ
れている。さらに直状ロッド36の先端は押出しロッド
38の後端と枢軸37により枢着されている。ところで
押出しロッド38はエアーシリンダー26の上方に位置
する直状ガイド39に拘束案内されて装置本体21の前
後方向に移動する。上記したトッグルジョイント35の
下方への回動移動により直状ロッド36が前方に押し出
され、この結果、押出しロッド38はストローク15m
m前進する。すなわちトッグルジョイント35を含むト
ッグル機構により押出し力は約2.7倍に倍増されるこ
ととなり、押出しロッド38は約6000N/mm2
押出し力を得る。特にトッグル機構により押出し作動初
期では押出し力は緩やかに作用するのでこの間に被加工
物の金属板材1をパンチ8の先端を楽に挿着することが
できるので取扱いが容易となる。しかし、押出し作動終
期には極めて大きな押出し力が働くこととなるので押出
しによりバーリングが可能となる。 【0009】押出しロッド38の先端は押出しロッド3
8と離間してその前方に配設のパンチ8の後端を上記の
強力な押出し力で衝撃的に叩くためのヘッド40が設け
られている。装置本体21の上部の前壁22には下顎状
に突出部を有するブラケット23がパンチ機構となって
パンチ機構着脱ネジ51で取替可能に取り付けられてい
る。このブラケット23の後端の装置本体21の前壁2
2側にはパンチ8を挿通して案内するパンチ案内筒25
がパンチ案内筒調整ネジ50で前壁22からの突出量を
変更可能に前壁22に挿通され取り付けられている。さ
らに、パンチ8後端とパンチ案内筒25の間にはコイル
バネ41が配設されており、パンチ8の後端を後方に付
勢弾撥して、常時はパンチ8を後方に位置させている。
このパンチ8のパンチ案内筒25の先からの突出量は、
パンチ8の後端とパンチ案内筒25の間に配設されてい
るコイルバネ41を長さの異なるものと交換することで
調整することができる。 【0010】ところで、請求項1に係る発明を実施する
ために使用するパンチ8について説明する。図8に示す
ように、パンチ8の先端は金属板材1の曲折端部3に形
成のバーリングの下穴、例えばφ2.0mmのバーリン
グ下穴4に挿通できる径の先端の丸められたφ1.9m
mの先細部9を形成して後部を拡径部分を経て例えばφ
3.8mmのバーリング穴すなわちタッピング用穴の太
さの押出し棒状部10とする。そしてこれと組み合わせ
るダイ6には、バーリングによる張出し部5を形成する
ための部分とパンチ8の先細部9の入り込むための逃げ
の部分の空洞からなる張出し部形成凹部7を有するもの
とする。 【0011】ところで皿ビス用の皿押しを実施するため
に使用するパンチ8の場合について説明する。先ず、図
9はバーリング加工と皿押し加工の両者を同時に行う実
施の形態で、パンチ8の形状は、先端の先細部9とその
後方の、例えばφ3.8mmの、タッピングによるネジ
溝形成部分の長さからなる押出し棒状部10と押出し棒
状部10の後部の皿ビス形状の拡径テーパー部11と、
さらにその後方の拡径した太さの棒状からなるものであ
る。そしてこれと組み合わせるダイ6にはバーリングに
よる張出し部5を形成するための逃げの部分の張出し部
形成凹部7とパンチ8の先細部9の入り込むための逃げ
の部分の空洞を有するものとする。 【0012】さらに、次に、同じく皿ビス用の皿押しを
実施するために使用するパンチ8の他の実施の形態につ
いて、図10により説明する。この場合は単に皿ビス用
の皿押しをするものである。この場合のパンチ8の形状
は、上記のような先細部9はなく、例えばφ3.8mm
のタッピングによるネジ溝形成部分の長さの押出し棒状
部10とその後部の皿ビス形状の拡径テーパー部11か
らなり、さらにその後方を拡径した太さの棒状とするも
のである。そしてこれと組み合わせるダイ6にはパンチ
8の押出し棒状部10の先端の入り込むための逃げの部
分の空洞を有するものとする。 【0013】上記のダイ6を載置して受けるためにブラ
ケット23の先端は立上がり形状のダイ受け部24に形
成する。そしてダイ受け部24の上部には上部からダイ
を嵌合する穴が形成されており、ダイ6を受け入れてダ
イを固定するためのダイ締付けネジ55を側部に有す
る。これらのダイ6、ブラケット23、パンチ案内筒2
5およびパンチ8を含むパンチ機構一式はブラケット2
3ごとパンチ機構着脱ネジ51を緩めることで交換可能
になっている。なお、装置本体21の後壁には、図示し
ないが、外部に設置のコンプレッサーなどのエアー源か
らエアーシリンダーに空気を送給するパイプを通す窓が
設けられている。 【0014】次に、サイドバーリング装置20の使用方
法について説明する。先ず、図4に示すようにサイドバ
ーリング装置20を作業台53に載置し、図示しないコ
ンプレッサー等のエアー源にエアーパイプを装置本体2
1の後壁のエアーパイプ窓からエアーシリンダー26の
図示しない制御部に接続し、さらに同制御部に運転用の
フットスイッチ54を接続して操作準備とする。準備が
できると、図6の(a)に示すように、被加工物である
金属板材1の端部側にまずバーリング下穴4を形成し、
ついで曲げ加工して曲折端部3側にバーリング下穴4を
有する被加工物とする。次いで、バーリング加工を行う
場合は、図4、あるいは図8に示すようにバーリング加
工用のダイをダイ締付けネジ55で取付け、パンチ8を
先端に先細部9を有するパンチ8に交換する。このよう
に準備した被加工物の金属板材1を曲折端部3側を下に
してサイドバーリング装置20の先端のブラケット23
に載置する。このとき金属板材1を矢印56の方向に寄
せてバーリング下穴4にパンチ8の先端の先細部9を差
し込み、金属板材1を手で保持しながら、図4に示すよ
うに、フットスイッチ54を脚で押す。このフットスイ
ッチ54を押すことにより、図示しないコンプレッサー
からのエアーがエアーシリンダ26に供給され、図5の
(a)に示す状態から(b)に示すように、エアーシリ
ンダ26は枢軸27に保持された状態でシリンダーロッ
ド28が後方に延びて後端がシリンダロッド受け52に
当接するまで移動する。この移動で枢軸29により枢着
されたブーメランレバー30の一端31が後退してブー
メランレバー30が回動軸33を中心にして回動する。
この結果、ブーメランレバー30の他端34のトッグル
ジョイント35が下方に動いて、直状ロッド36を前方
に押しながらほぼ水平にする。従って、直状ロッド36
の前端に枢軸37で接続された押出しロッド38が直動
ガイド39に案内されて前方に移動し、その先端のヘッ
ド40でパンチ8の後方を叩いて押圧する。この押圧に
より、図8の(b)に示すように、パンチ8はコイルバ
ネ41の弾撥に抗して前方に強力な力で瞬時に移動し
て、パンチ8の先端の先細部9の後方の径の拡大された
押出し棒状部10の後端部分までが金属板材1に挿入さ
れ、この周囲の金属板材1はダイ6中の逃げの空洞であ
る張出し部形成凹部7に押し出されて張出し部5を形成
してバーリング加工する。張出し部5が形成されると、
エアーシリンダ26のエアーが抜けてシリンダーロッド
28が引き込み、この結果押出しロッド38が後退し、
パンチ8がコイルバネ41に弾撥されて後退して金属板
材1から抜け、張出し部5を形成したバーリング加工済
の金属板材1をブラケット23から取り外す。さらに他
の端部にバーリング加工をする場合は、再び上述の工程
を繰り返す。 【0015】なお、バーリング加工と皿押しをする場合
は、図9に示すようにダイ6とパンチ8を皿押し兼用の
パンチ8に交換してバーリング加工を行い、単に皿ビス
用の皿押しのみを行う場合は、図10に示すように皿押
し用に適したダイ6とパンチ8に交換して、それぞれ上
記と同様の工程を実施する。 【0016】本発明のサイドバーリング装置20はコン
パクトな装置でありながら、金属板材1の曲げ加工した
曲折端部3にサイドバーリングを簡単な操作で実施で
き、また、ダイ6およびパンチ8の交換には簡単な動作
で交換でき、また、ダイ6、ブラケット23、パンチ案
内筒25およびパンチ8を含むパンチ機構一式ごとブラ
ケット23ごとパンチ機構着脱ネジ51を緩めることで
交換可能であり、極めて効率良く交換でき、メンテナン
スが容易であり、さらにダイ56およびパンチ8を交換
するだけで皿ビスようの皿押しも容易にできるなど、格
別の熟練を必要としない。 【0017】さらに、請求項1の装置の使用方法ににつ
いて、図面を参照して説明する。先ず、図7の(a)に
示すように金属板材1の曲折端部3にタッピング用のバ
ーリング下穴4を形成する。次いで、図6の(a)に示
すように、このバーリング下穴4を形成した金属板材1
を曲げ加工して直角に曲げた曲折部2を形成する。この
曲げ加工でバーリング下穴4が曲折端部3側になるよう
にする。次いで、図8の(a)に示すように、この曲げ
加工した金属板材1の曲折端部3側のバーリング下穴4
にパンチ8の先端の先細部9を挿入してブラケット上で
手で保持し、パンチ8によりダイ6の方向に移動させて
張出し部形成凹部7を刻設したダイ6に当接させる。次
いで、図8の(b)に示すように、ダイ6と反対側から
金属板材1のバーリング下穴4にバーリング穴径すなわ
ちタッピング用の穴径の太さの押出し棒状部10からな
るパンチ8の後方から押出しする。この押出しによりパ
ンチ8が強い力でバーリング下穴4周辺の金属板材1を
ダイ6の張出し部形成凹部7に押出し成形して、バーリ
ング下穴4を拡径すると共に拡径した穴周辺にねじ溝形
成用の肉厚の張出し部5を成形する。 【0018】次いで、請求項1のサイドバーリング装置
による、皿ビス用のバーリング加工について説明する
金属板材1のバーリング下穴4に挿入するパンチ8の形
状を、図9に示すように、バーリング穴径すなわちタッ
ピング用の穴径の太さの押出し棒状部10の後方にさら
に皿ビス形状の拡径テーパー部11を形成した皿ビス用
パンチ12に変更し、この皿ビス用パンチ12をバーリ
ング下穴4に挿入した後、皿ビス用パンチ12を押出し
する。この皿ビス用パンチ12の押出しによりバーリン
グ下穴4周辺の金属板材1はダイの張出し部形成凹部7
に押出し成形され、バーリング下穴4が拡径されると共
に、拡径した穴周辺にねじ溝形成用の肉厚の張出し部5
が押出し成形される。さらに、張出し部5と反対側の拡
径した穴周辺に皿ビス用の皿押し部13が形成される。 【0019】 【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、金属板
材の曲折端部にビス穴などを設ける場合に、加工工程を
複雑とすることなく簡単な方法でサイドバーリングを可
能とし、さらに皿押しもすることができる。特に本発明
のサイドバーリング装置は、持ち運びが容易で、設置ス
ペースをとることなく、さらにバーリング加工するダイ
の部分がフラットな構造で下穴の視認が容易にでき、作
業効率が高く、エヤー源だけで運転でき、簡単で、安全
で、故障が少なく、さらに金型の交換も簡単迅速にでき
るなど、従来にない優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の装置の1実施の形態の外観を示す斜視
図である。 【図2】図1の平面図である。 【図3】図1の装置の側面図で内部機構を点線で模式的
に示した図である。 【図4】本発明のサイドバーリング装置の使用状態を示
す斜視図である。 【図5】本発明のサイドバーリング装置の側壁を取除い
て内部機構を示した模式図で、(a)はシリンダーロッ
ドを縮めた待機状態を示し、(b)はシリンダーロッド
を後方に延ばしてパンチをダイに押し込んだ状態を示す
図である。 【図6】本発明の装置に適用する曲折した金属板材の断
面図で、(a)は曲折した端部にバーリング下穴を有す
る金属板材のバーリング加工前の断面図、(b)は曲折
した端部にタツピング穴用に張出し部を形成した金属板
材のバーリング加工後の断面図を示す。 【図7】従来のバーリング加工を例示する図で、(a)
は端部にバーリング下穴を形成した曲折前の金属板材、
(b)は(a)の金属板材にバーリング加工して張出し
部を形成した曲折前の金属板材、(c)は張出し部を形
成した金属板材を金型間で曲折加工した状態を示す図で
ある。 【図8】本発明装置のバーリング加工におけるダイおよ
びパンチ近辺の拡大模式側面図で、(a)は押出し前の
状態、(b)は押出し後の状態を示す図である。 【図9】本発明装置のバーリングおよび皿押し加工にお
けるダイおよびパンチ近辺の拡大模式側面図で、(a)
は押出し前の状態、(b)は押出し後の状態を示す図で
ある。 【図10】本発明装置を皿押し加工に使用した場合のダ
イおよびパンチ近辺の拡大模式側面図で、(a)は押出
し前の状態、(b)は押出し後の状態を示す図である。 【符号の説明】 1 金属板材 2 曲折部 3 曲折端部 4 バーリング下穴 5 張出し部 6 ダイ 7 張出し部形成凹部 8 パンチ 9 先細部 10 押出し棒状部 11 皿ビス形状の拡径テーパー部 12 皿ビス用パンチ 13 皿押し部 14 上型 15 下型 16 潰れた張出し部 20 サイドバーリング装置 21 装置本体 22 前壁 23 ブラケット 24 ダイ受け部 25 パンチ案内筒 26 エアーシリンダー 27 枢軸 28 シリンダーロッド 29 枢軸 30 ブーメランレバー 31 一端 32 中央角部 33 回動軸 34 他端 35 トッグルジョイント 36 直状ロッド 37 枢軸 38 押出しロッド 39 直動ガイド 40 ヘッド 41 コイルバネ 42 上部突出部 43 脚 45 圧力ゲージ 46 空気圧調整ノブ 48 ダイストレー 49 交換用ダイス 50 パンチ案内筒調整ネジ 51 パンチ機構着脱ネジ 52 シリンダーロッド受け 53 作業台 54 フットスイッチ 55 台締付けネジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 19/08 B21D 21/00 B21D 28/10 B21D 28/24

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 装置本体の前壁上部から前方に突出した
    ブラケットを設け、ブラケットの先端を立上げダイ受け
    部とし、ダイ受け部に対峙した装置本体の前壁上部にパ
    ンチ案内筒を配設し、装置本体内下部に後方向に伸縮す
    るシリンダーロッドを有するエアーシリンダーを配設
    し、シリンダーロッドの後端にブーメランレバーの一端
    を枢着して枢軸とし、シリンダーロッドと枢着したブー
    メランレバーの一端の上方にブーメランレバーの中央角
    部を配置し、該中央角部を回動軸として装置本体の後端
    上部に枢着し、ブーメランレバーの他端を中央角部の前
    方に配置して該他端をトッグルジョイントとして直状ロ
    ッドの後端に枢着して該直状ロッドをトッグルジョイン
    トの前方に配置し、一方、エアーシリンダー上方に前後
    方向の直動ガイドを設け、該直動ガイドに案内されて前
    後方向に直動する押出しロッドを配設し、該押出しロッ
    ドの後端に該直状ロッドの先端を枢着して枢軸とし、該
    押出しロッドの先端をヘッドとして該ヘッドの前方に離
    間してコイルバネにより後方に付勢弾発されたパンチを
    配設し、該パンチを装置本体上部前壁に配設のパンチ案
    内筒に挿通したことを特徴とする金属板材の曲折端部の
    サイドバーリング装置。
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