JP3658203B2 - 圧造成形機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機台に設けられたダイと、該ダイと対向するようにラムの前面に取り付けられたパンチとの間で素材を圧造加工することにより所定形状の製品を成形する圧造成形機に関し、圧造加工技術の分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
この種の圧造成形機は、互いに対向するダイとパンチとにより構成された複数段の圧造ステーションを並設すると共に、素材を各圧造ステーションのダイとパンチとの間に順次供給して段階的に圧造成形するものであるが、上記パンチは、クランク機構を介して直線往復運動されるラムの先端に並設されるのが通例である。
【0003】
このラムは機台に摺動自在に支持されるのが通例であるが、その摺動面は激しい摺接運動のため極めて摩耗し易いという問題がある。
【0004】
そこで、従来においては、ラムと機台との摺動面に、平板状のライナを相対向させて装着し、このライナ同士を摺接させることにより、上記摺動面における摩耗を低減させることが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、多段式圧造成形機においては、圧造成形時、複数の圧造ステーションの各ステーションに衝撃荷重は均等にかかっていないので、ラムに対して偏荷重の反力が作用することになる。そのために、ラムと機台との摺動面に装着したライナに偏摩耗が発生することによりラムが直線往復方向に対して直交する方向にガタついて、その結果、ダイとパンチとの芯ずれが生じる不具合があった。
【0006】
また、クランク機構を介してラムを直線往復運動させる際に、直線往復方向に対して垂直方向に発生するラムのガタツキにより、ダイとパンチとの芯ずれが生じる不具合もあった。
【0007】
これらの不具合に対して、ラムに直線往復方向に対して直交する方向から荷重を与えることにより、上記ラムのガタツキの抑制を図ることが考えられる。
【0008】
これによれば、ラムの直線往復方向に対して直交する方向のガタツキについては解消されることになるが、垂直方向のガタツキについては解消されないという不具合が残る。また、上記クランク機構の各連結部分が摩耗して、ラムの動きに直線往復方向にもガタツキが発生するという不具合もある。
【0009】
上記のような不具合により、パンチ及びダイの耐久性が低下したり、要求する精度の高い製品が成形されないという問題があった。
【0010】
そこで、本発明は、ラムにガタツキが生じても、上記のような問題を抑制することが可能な圧造成形機の提供を課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【0012】
まず、本願の請求項1に係る発明(以下、第1発明という)は、機台に設けられたダイと、該ダイに向って進退動するラムの前面に装備されたパンチとの間で素材を圧造加工することにより所定形状の製品を成形する圧造成形機において、上記ラムに取り付けられ、ダイ側に向って該ラムの進退方向に突出するガイド部材と、該ガイド部材に対向するように機台に取り付けられ、ラムが前進した時に上記ガイド部材と嵌り合うガイド受け部材とが設けられており、かつ、該ガイド受け部材は、ガイド部材と嵌り合ったときにラムの前進方向に後退可能に保持されていると共に、該ガイド受け部材を上記ガイド部材側に付勢する付勢手段が備えられており、さらに、上記ガイド部材と嵌り合って後退するガイド受け部材を所定位置で受け止めるストッパ部材が機台に設けられていることを特徴とする。
【0013】
また、請求項2に係る発明(以下、第2発明という)は、上記第1発明の圧造成形機において、ガイド部材とガイド受け部材の互いに嵌り合う部分はテーパ面とされていることを特徴とする。
【0014】
また、請求項3に係る発明(以下、第3発明という)は、上記第1発明または第2発明の圧造成形機において、ガイド受け部材は、機台に設けられた保持部材にベアリング部材を介して進退可能に保持されていることを特徴とする。
【0015】
また、請求項4に係る発明(以下、第4発明という)は、上記第1発明から第3発明のいずれかの圧造成形機において、ストッパ部材によるガイド受け部材の受け止め位置を調整する調整手段が備えられていることを特徴とする。
【0016】
上記のように構成することにより、本願各発明によればそれぞれ次の作用が得られる。
【0017】
まず、第1発明によれば、ラムに取り付けられ、ダイ側に向って該ラムの進退方向に突出するガイド部材と、該ガイド部材に対向するように機台に取り付けられ、ラムが前進した時に上記ガイド部材と嵌り合うガイド受け部材とが設けられているので、上記ラムが前進した時に、ガイド部材とガイド受け部材とが、パンチがダイに打ち込まれる前に互いに嵌り合うことになる。これにより、ラムの動きに進退方向に対して直交する方向や垂直方向にガタツキがあったとしても、そのガタツキが矯正されて正しい姿勢で前進することになり、ダイとパンチとの芯ずれが解消されるので、精度の高い成形品を得ることができる。また、ダイ及びパンチの耐久性が向上することにもなる。なお、ラムが前進してパンチをダイに打ち込むためにはガイド受け部材が後退する必要があるが、上記ガイド受け部材は、ガイド部材と嵌り合った状態でラムの前進方向に対して後退可能となっているので、上述した作用を確実に得ることができる。また、ガイド受け部材は、付勢手段によりガイド部材側に付勢されているので、上記ガイド受け部材は付勢手段により付勢された状態でガイド部材に当接することになる。また、ガイド部材と嵌り合って後退するガイド受け部材を所定位置で受け止めるストッパ部材が機台に設けられているので、クランク機構の各連結部分が摩耗して、ラムの動きに直線往復方向のガタツキが発生しても、該ラムのガタツキ分の前進方向を規制することができる。これにより、精度の高い成形品を得ることができると共に、ダイ及びパンチの耐久性が向上することになる。
【0018】
また、第2発明によれば、ガイド部材とガイド受け部材の互いに嵌り合う部分はテーパ面とされているので、ガイド部材の軸線とガイド受け部材の軸線とがずれた状態で当接したとしても、上記ガイド受け部材は付勢手段により付勢された状態でガイド部材に当接することになり、上記ガイド部材がテーパ面に導かれてガイド受け部材と嵌り合うことになる。これにより、該ガイド部材とガイド受け部材とのセンターリングが簡単に行われる。
【0019】
また、第3発明によれば、ガイド受け部材は、機台に設けられた保持部材にベアリング部材を介して進退可能に保持されているので、摩耗が抑制され、かつ滑らかな進退動が行われる。
【0021】
さらに、第4発明のように、上記ストッパ部材によるガイド受け部材の受け止め位置を調整する調整手段を機台に備えるようにすれば、圧造成形機を止めることなく、該調整手段を操作するだけでガイド受け部材の受け止め位置を調整することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0023】
図1は、本願に係る横型多段式圧造成形機を示すもので、まず、該圧造成形機の概略構成を説明する。図1に示すように、この横型多段式圧造成形機1における機台2の所定位置にはダイブロック3が配設されており、該ダイブロック3には粗から精に至る複数個のダイ4…4が一定の間隔に並設されている。また、上記ダイブロック3の前方における機台2に装備されたラム5の前面には、上記ダイ4…4に対向するように同数個のパンチ6…6がそれぞれ配設されており、これら各対向するダイ4…4とパンチ6…6とにより複数の圧造ステーションがそれぞれ構成されている。そして、駆動モータ(図示せず)により回転されるフライホイール7を有すると共に、該フライホイール7が軸端に固設されたクランク軸8と一体のクランクアーム8aに連結ロッド9が連結され、この連結ロッド9がクランクピン10を介して上記ラム5の後端に連結されている。これにより、該ラム5がクランク軸8の回転に伴って上記ダイブロック3に向って進退動するようになっている。
【0024】
そして、図2に示すように、機台1の中央部には凹部11が設けられていると共に、該凹部11の両側面上部に段部12,12が形成されている。ラム5は上記機台1の凹部11に進退動自在に嵌合されていると共に、その両側面上部には鍔部5a,5aが外側方へ突設され、かつ、これら鍔部5a,5aが上記機台1の段部12,12にそれぞれ支持されている。上記機台1における両段部12,12の上面には、上記ラム5の進退方向に延びるライナ13,13が配設され、該ライナ13,13上をラム5が摺動するようになっている。
【0025】
次に、複数ある圧造ステーションの一つを例にとって、該圧造ステーションの構成を説明する。
【0026】
図3、4に示すように、ダイブロック3の前面には、ダイホルダ14が取り付けられている。そして、ダイ4が該ダイホルダ14に内嵌されて取付ボルト15により固定されている。また、このダイ4には周知のノックアウトピン16が備えられている。
【0027】
さらに、ダイブロック3の前面には、後述するガイドユニット40、40に対向した状態で一対のガイド受けユニット50,50が設けられている。これらのガイド受けユニット50,50は、上記ダイ4の下方に位置すると共に、該ダイ4の並設方向の両端寄りにそれぞれ取り付けられている。そして、これらガイド受けユニット50,50は、上記ラム5が前進した時に上記のガイドユニット40,40とそれぞれ嵌り合うようになっている。
【0028】
一方、ラム5の前面には、パンチブロック17が固設されており、該パンチブロック17にボルト18…18を用いてパンチホルダ19が取り付けられている。そして、パンチ6が該パンチホルダ19に内嵌されて取付ボルト20により固定されている。
【0029】
また、上記ラム5の前端部には、パンチ6の前後位置を調整する前後位置調整手段21が設けられている。この前後位置調整手段21は、パンチ6の背後におけるラム5内に形成されたテーパ溝22と、該テーパ溝22の上端開口部を閉鎖するようにラム5とパンチブロック17との上面に跨がって固設されるベース部材23と、上記テーパ溝22内に上下動自在に内装された楔体24と、該楔体24の上端面に固設され、上記ベース部材23を貫通して上方に突出するネジ軸25と、該ネジ軸25に螺合されるメネジ部26が内周に形成された駆動部材27とを有する。これにより、駆動部材27をベース部材23の上面に載置させた状態で、駆動部材27を適当な適宜工具を係合させて回転させることにより、ベース部材23の上面に載置されたネジ軸25と共に上記楔体24がテーパ溝22に沿って上下動されることになる。これに伴い楔体24を介して該パンチ6がその軸芯方向に前後動されるようになっている。
【0030】
さらに、パンチブロック17の前面には、ガイドユニット40、40が上記パンチ6の下方に位置し、かつ該パンチ6の並設方向の両端寄りにそれぞれ取り付けられている。
【0031】
次に、本発明の特徴部であるガイドユニット40及びガイド受けユニット50の説明をする。
【0032】
図4、5に示すように、上記ガイドユニット40は、円筒形状で前端部41aが先細りのテーパ形状とされたガイド部材41と、該ガイド部材41を保持するガイドホルダ42とを有する。そして、このガイドホルダ42は、上記パンチブロック17の前面に固着されており、ガイド部材41の先端が、パンチ6の先端より前面に突出するように該ガイドホルダ42に内嵌されて、取付ボルト43により固定されている。
【0033】
一方、ガイド受けユニット50は、上記ガイド部材41の前端部41aに嵌合可能な凹部51aが設けられたガイド受け部材51と、該ガイド受け部材51を保持する保持部材52とを有する。この保持部材52は、上記ダイブロック3の前面にボルト53…53を用いて固定されている。上記ガイド受け部材51は該保持部材52に内挿されると共に、上記ダイブロック3とガイド受け部材51との間に該ガイド受け部材51をガイドユニット40方向に付勢するバネ54が内装されている。また、ストッパボルト55の頭部がガイド受け部材51に当接し、かつ軸部が該ガイド受け部材51を貫通してダイブロック3に螺着されている。このように、上記ガイド受け部材51は、バネ54の付勢力によりガイドユニット40側に付勢されるので、保持部材52から飛び出すことなく保持されるようになっている。
【0034】
さらに、保持部材52の構造を詳しく説明すると、図5、6に示すように、該保持部材52の内周面にベアリング部材56が設けられている。このベアリング部材56は、複数のニードルローラ57…57とこれらニードルローラ57…57を連結するリテーナ58とを有すると共に、このベアリング部材56のニードルローラ57…57が、ガイド受け部材51と保持部材52との間に挟在した状態で摺接するようになっている。これにより、上記ガイド受け部材51がベアリング部材56を介して保持部材52に進退可能に保持されることになる。
【0035】
また、図4、5に示すように、上記保持部材52の外周にはガイド受け部材51に当接するストッパ部材59が設けられている。このストッパ部材59は、円筒形状でその内周面にメネジ部59aが設けられ、外周面下部にギア59bが設けられている。そして、保持部材52の外周面に設けられたオネジ部52aとストッパ部材59のメネジ部59aとが螺合するようになっている。
【0036】
さらに、ガイド受けユニット50の下方には、サーボモータ60が複数のボルト61…61を用いて機台2に取り付けられている。そして、このサーボモータ60の駆動軸62に取り付けられた歯車63が、上記ストッパ部材59のギア59bと噛合するようになっている。サーボモータ60が作動することにより、ストッパ部材59が回転して保持部材52のネジ部52a上をラム5の進退方向に移動するようになっている。
【0037】
したがって、横型多段式圧造成形機1によれば、ラム5が前進することによりパンチ6がダイ4に打ち込まれることになるが、その前に、図7に示すように、ガイドユニット40のガイド部材41がガイド受けユニット50のガイド受け部材51に突入する。この場合、上記ガイド部材41の先端部41aは、先細りのテーパ形状とされており、この先端部41aが嵌合可能な凹部51aがガイド受け部材51に設けられると共に、該ガイド受け部材51がバネ54により上記ガイド部材41側に付勢されているので、該ガイド部材41はテーパ面にガイドされてガイド受け部材51に嵌り込むことになる。
【0038】
これにより、ラム5の進退方向に対して直交する方向や垂直方向にガタツキが生じて、ダイ4とパンチ6との芯がずれた状態であっても、簡単にダイ4とパンチ6との芯を一致させて上記ラム5を前進させることができる。
【0039】
そして、図8に示すように、上記ガイド受け部材51は、機台2に設けられた保持部材52にベアリング部材56を介して進退可能に保持されているので、ガイド部材41に嵌り合った状態でラム5の前進方向に後退するようになっている。
【0040】
これにより、上述したようにガイド受け部材51と保持部材52との間に挟在するベアリング部材56のニードルローラ57…57が両者に摺接するので、上記ガイド受け部材51は保持部材52によりラム5の進退方向に対して直交する方向への動きが規制されることになる。
【0041】
したがって、上記ガイド受け部材51と保持部材52との位置関係が、いわゆるクリアランスゼロの状態で、かつダイ4とパンチ6との芯が一致した状態で該パンチ6がダイ4に打ち込まれることになるので、精度の高い製品を成形することが可能となり、しかもダイ4とパンチ6との芯ずれによるこじれ等も解消されて寿命の向上が図れる。さらに、ガイド受け部材51と保持部材52との摩耗が抑制され、かつ滑らかな進退動を行わせることができる。
【0042】
また、ガイド部材41と嵌り合って後退するガイド受け部材51を所定位置で受け止めるストッパ部材59が保持部材52に螺合されているので、クランク軸8と連結ロッド9との連結部及びこの連結ロッド9とクランクピン10との連結部に、摩耗によってラム5の進退方向にガタツキが発生して、該ラム5が所定量以上に前進することがあっても、上記ガイド受け部材51がストッパ部材59に当接して該ラム5の前進方向の動きを規制することになる。これにより、精度の高い製品を成形することが可能となり、しかもダイ4及びパンチ6を破損させることがない。
【0043】
さらに、上記ストッパ部材59は、サーボモータ60の作動により保持部材52の外周上をラム5の進退方向に移動するようになっているので、ガイド受け部材51の受け止め位置を調整することが可能となる。しかも、上記サーボモータ60は、機台2に設けられているので、圧造成形機1を止めることなくガイド受け部材51の受け止め位置を調整することができる。
【0044】
なお、本実施の形態においては、2組のガイドユニット40及びガイド受けユニット50が取り付けられているが、その数量に限定されるものではなく、圧造成形機の大きさによってはガイドユニット40及びガイド受けユニット50の取付位置及び数量を自由に変更しても良い。
【0045】
また、図7、8に示すように、ガイド受け部材51を2点鎖線の状態まで上方に延ばしてやれば、該ガイド受け部材51とガイド部材41とがテーパ面で嵌り合った状態より安定して嵌り合うことになるので、より精度の高い製品を成形するが可能となる。
【0046】
さらに、ガイド受け部材51をガイド部材41側に付勢する付勢手段としてバネ54が用いられているが、空気圧或は油圧を用いた付勢手段であっても良い。
【0047】
【発明の効果】
以上のように、まず、第1発明によれば、ラムに取り付けられ、ダイ側に向って該ラムの進退方向に突出するガイド部材と、該ガイド部材に対向するように機台に取り付けられ、ラムが前進した時に上記ガイド部材と嵌り合うガイド受け部材とが設けられているので、上記ラムが前進した時に、ガイド部材とガイド受け部材とが、パンチがダイに打ち込まれる前に嵌り合うことになる。これにより、ラムの動きに進退方向に対して直交する方向や垂直方向にガタ付きがあったとしても、そのガタツキが矯正されて正しい姿勢で前進することになり、ダイとパンチとの芯ずれが解消されるので、精度の高い成形品を得ることができる。また、ダイ及びパンチの耐久性が向上することにもなる。なお、ラムが前進してパンチをダイに打ち込むためにはガイド受け部材が後退する必要があるが、上記ガイド受け部材は、ガイド部材と嵌り合った状態でラムの前進方向に対して後退可能となっているので、上述した作用を確実に得ることができる。また、ガイド受け部材は、付勢手段によりガイド部材側に付勢されているので、上記ガイド受け部材は付勢手段により付勢された状態でガイド部材に当接することになる。また、ガイド部材と嵌り合って後退するガイド受け部材を所定位置で受け止めるストッパ部材が機台に設けられているので、クランク機構の各連結部分が摩耗して、ラムの動きに直線往復方向のガタツキが発生しても、該ラムのガタツキ分の前進方向を規制することができる。これにより、精度の高い成形品を得ることができると共に、ダイ及びパンチの耐久性が向上することになる。
【0048】
また、第2発明によれば、ガイド部材とガイド受け部材の互いに嵌り合う部分はテーパ面とされているので、ガイド部材の軸線とガイド受け部材の軸線とがずれた状態で当接したしても、上記ガイド部材がテーパ面に導かれてガイド受け部材と嵌り合うことになる。これにより、該ガイド部材とガイド受け部材とのセンターリングが簡単に行われる。
【0049】
また、第3発明によれば、ガイド受け部材は、機台に設けられた保持部材にベアリング部材を介して進退可能に保持されているので、摩耗が抑制され、かつ滑らかな進退動が行われる。
【0051】
さらに、第4発明のように、上記ストッパ部材によるガイド受け部材の受け止め位置を調整する調整手段を機台に備えるようにすれば、圧造成形機を止めることなく、該調整手段を操作するだけでガイド受け部材の受け止め位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る横型多段式圧造成形機の概略平面図である。
【図2】 図1のア−ア線断面図である。
【図3】 図1のイ−イ線拡大断面図である。
【図4】 図3のウ−ウ線断面図である。
【図5】 図4の要部の拡大断面図である。
【図6】 図5のエ−エ線拡大断面図である。
【図7】 ガイドユニット及びガイド受けユニットの動きを説明する図である。
【図8】 ガイドユニット及びガイド受けユニットの動きを説明する図である。
【符号の説明】
1 横型多段式圧造成形機(圧造成形機)
2 機台
4…4 ダイ
5 ラム
6…6 パンチ
41 ガイド部材
51 ガイド受け部材
52 保持部材
54 バネ(付勢手段)
56 ベアリング部材
59 ストッパ部材
60 サーボモータ(調整手段)

Claims (4)

  1. 機台に設けられたダイと、該ダイに向って進退動するラムの前面に装備されたパンチとの間で素材を圧造加工することにより所定形状の製品を成形する圧造成形機であって、上記ラムに取り付けられ、ダイ側に向って該ラムの進退方向に突出するガイド部材と、該ガイド部材に対向するように機台に取り付けられ、ラムが前進した時に上記ガイド部材と嵌り合うガイド受け部材とが設けられており、かつ、該ガイド受け部材は、上記ガイド部材と嵌り合ったときにラムの前進方向に後退可能に保持されていると共に、該ガイド受け部材をガイド部材側に付勢する付勢手段が備えられており、さらに、上記ガイド部材と嵌り合って後退するガイド受け部材を所定位置で受け止めるストッパ部材が機台に設けられていることを特徴とする圧造成形機。
  2. ガイド部材とガイド受け部材の互いに嵌り合う部分はテーパ面とされていることを特徴とする請求項1に記載の圧造成形機。
  3. イド受け部材は、機台に設けられた保持部材にベアリング部材を介して進退可能に保持されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧造成形機。
  4. トッパ部材によるガイド受け部材の受け止め位置を調整する調整手段が備えられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の圧造成形機。
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