JP6951186B2 - 回転塑性加工装置、およびワーク保持ユニット - Google Patents
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に用いられるワーク保持ユニットとに関する。
また、上記目的を達成するための回転塑性加工装置の特徴構成は、主軸機構と、ワーク保持ユニットと、主軸着脱機構とを有し、前記主軸着脱機構は、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられ、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、回転塑性加工装置であって、前記主軸着脱機構は、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の何れか一方の側に形成された径方向に延びる挿入ピンと、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の他方の側の外周に形成された溝部位とを有し、前記挿入ピンが前記溝部位に進入して前記主軸機構が回転することで前記ワーク保持ユニットが前記主軸機構に装着され、前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されている点にある。
また、上記目的を達成するためのワーク保持ユニットの特徴構成は、回転塑性加工装置の主軸機構に対して着脱されるワーク保持ユニットであって、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられる主軸着脱機構が、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、ワーク保持ユニットにおいて、前記主軸着脱機構は、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の何れか一方の側に形成された径方向に延びる挿入ピンと、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の他方の側の外周に形成された溝部位とを有し、前記挿入ピンが前記溝部位に進入して前記主軸機構が回転することで前記ワーク保持ユニットが前記主軸機構に装着され、前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されている点にある。
上記の前記主軸着脱機構の、雄ネジと雌ネジとを有するネジ機構であって、前記雄ネジおよび前記雌ネジの中心軸が前記主軸機構の回転軸と一致するという特徴構成によれば、主軸着脱機構は、雄ネジと雌ネジとを有するネジ機構であって、雄ネジおよび雌ネジの中心軸が主軸機構の回転軸と一致するから、主軸機構の回転により雄ネジと雌ネジとの間の相対回転を発生させることができ、雄ネジと雌ネジとの間の着脱をスムースに行うことができ好適である。前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触するため、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制することができる。
また、上記の前記主軸着脱機構の、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の何れか一方の側に形成された径方向に延びる挿入ピンと、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の他方の側の外周に形成された溝部位とを有し、前記挿入ピンが前記溝部位に進入して前記主軸機構が回転することで前記ワーク保持ユニットが前記主軸機構に装着されるという特徴構成によれば、主軸着脱機構は挿入ピンと溝部位とを有し、挿入ピンが溝部位に進入して主軸機構が回転することでワーク保持ユニットが主軸機構に装着されるから、ワーク保持ユニットと主軸機構との間の着脱を簡易な機構により実現し、着脱に要する時間を短縮することも可能となり好適である。前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触するため、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制することができる。
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触するため、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制することができる。
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触するため、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制することができる。
<回転塑性加工システムの概要>
以下、本実施形態に係る回転塑性加工システム1について図面に基づいて説明する。以下では、図中の矢印UP、矢印DW、矢印FR、矢印BK、矢印LH及び矢印RHで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。
図1に示す通り、回転塑性加工装置2は、主軸機構10、心押機構20、主軸側部材30、心押側部材40、ローラ保持移動機構50および加工ローラ支持ユニット60を有して構成される。主軸側部材30と心押側部材40との間に、ワークWが挟持される。すなわち、ワーク保持ユニットAが主軸側部材30と心押側部材40とを有して構成される。
ユニット搬送台車3は、図3および図4に示す通り、上台車80および下台車90を有して構成される。上台車80には、ワーク保持ユニットA(主軸側部材30および心押側部材40)と、加工ローラ支持ユニット60とが搭載される。そして上台車80は、下側に車輪88を有する。
図6および図7に示される通り、主軸側部材30は、円柱状の部材であって、凹状部位30aおよびフランジ部位30bを有する。主軸側部材30の上側は、ワークWおよび加工する製品に合わせた形状に形成されている。主軸側部材30の上側には、製品を加工製造する通常の運転時にはワークWが載置されるが、ワーク保持ユニットAの交換(段取り換え)を行う際には、主軸側部材30の保護のため、ダミーワークVが載置される。
図6および図7に示される通り、心押側部材40は、円柱状の部材であって、凹状部位40aおよびフランジ部位40bを有する。心押側部材40の下側は、ワークWおよび加工する製品に合わせた形状に形成されている。心押側部材40の下側には、製品を加工製造する通常の運転時にはワークWが接触するが、ワーク保持ユニットAの交換(段取り換え)を行う際には、心押側部材40の保護のため、主軸側部材30に載置されたダミーワークVと接触する。
図6から図10を参照して、ワーク保持ユニットAのユニット搬送台車3への搭載に関する構造について説明する。
加工ローラ支持ユニット60は、図11および図12に示すように、支持板61、支持部材62および加工ローラ63を有する。支持板61は、長方形の板であり、四隅に4つの貫通穴61aが形成されている。加工ローラ63は、ワークWに加工を施すローラ状の工具である。加工ローラ63は、その回転軸が主軸機構10の回転軸Gと平行となる姿勢にて、支持部材62に支持されて、支持板61に取り付けられている。支持部材62の下面には、凹部62aが形成されている。凹部62aは、加工ローラ支持ユニット60が載置台81のユニット載置部位81aに載置された際、ユニット保持ピン81dと係合する。
ローラ保持移動機構50は、図12に示すように、保持部材51および有頭ピン52を有する。保持部材51は、加工ローラ支持ユニット60の支持板61とほぼ同じ形状の長方形の板である。有頭ピン52は、軸部52a、頭部52bおよびスプリング52cを有する。頭部52bは、その直径が軸部52aよりも大きく形成されており、軸部52aに沿って移動可能な状態で、スプリング52cを介して軸部52aの先端に取り付けられている。4つの有頭ピン52が、保持部材51の四隅であって、加工ローラ支持ユニット60の支持板61の貫通穴54cに対応する位置に配置されている。
クランププレート70は、図11および図12に示すように、長方形の板状の部材である。クランププレート70には、2つの円形穴70a、2つの長穴70bおよび被保持部70cが形成されている。円形穴70aは、クランププレート70の下端付近と中央付近とに配置されており、その間隔はローラ保持移動機構50の有頭ピン52の間隔に等しく、その直径は有頭ピン52の頭部52bよりも若干大きく形成されている。長穴70bは、それぞれの円形穴70aから上方向に延びて形成されている。長穴70bの幅は、有頭ピン52の軸部52aの直径よりも大きく、頭部52bの直径よりも小さい。クランププレート70は、図12に示すように、円形穴70aの付近が最も薄く、円形穴70aから長穴70bに沿って上方向に向かうに連れて徐々に厚くなるように形成されている。
ローラ保持移動機構50に対する加工ローラ支持ユニット60の固定は、次の様にして行われる。ローラ保持移動機構50がアクチュエータ(図示なし)により、載置台81に載置された加工ローラ支持ユニット60の近傍に移動される(図12)。そしてローラ保持移動機構50が右方向へ移動されて、有頭ピン52が貫通穴61aおよび円形穴70aに挿入され、頭部52bがクランププレート70の右側に位置する(図13)。
以下、交換制御部4aにより実行されるワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60の交換作業(段取り換え)について説明する。
以下の説明では、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。上述の第1実施形態では、主軸着脱機構Bがネジ機構E(雄ネジ11aおよび雌ネジ31aにより構成された。第2実施形態では主軸着脱機構Bが、クランプナット31に形成された径方向に延びる挿入ピン31fと、クランプ部材11の外周に形成された溝部位11fとを有して構成される。
第3実施形態では主軸着脱機構Bが、クランプ部材11に形成された径方向に突出する突出部位11kと、クランプナット31内周に形成された嵌合溝31kとを有して構成される。
本実施形態に係る回転塑性加工装置2では、図24に示すように、着脱補助部材Hが、主軸機構10とワーク保持ユニットAとを着脱する際に、主軸側部材30と心押側部材40との間に挟持される。
本実施形態に係る回転塑性加工装置2では、第4実施形態の着脱補助部材Hの構成とほぼ同様の構成であるが、一部の構成を変更した着脱補助部材Hを用いる。本実施形態に係る着脱補助部材Hの一例として、例1(図25)、例2(図26)、例3(図27〜図30)を説明する。
また、着脱補助部材Hの内径側部位は、第4実施形態の着脱補助部材Hの内径側部位よりも、主軸側部材30及び心押側部材40の外周側(径方向外方側)に位置している。これにより、主軸機構10が回転する際にトルクが掛りやすい部分において、着脱補助部材Hは主軸側部材30と心押側部材40との間で堅固に挟持される。
さらに、着脱補助部材Hは、主軸側部材30と心押側部材40との間に隙間Sが形成された状態(ダミーワークが配置されない状態)で、主軸側部材30と心押側部材40との間に挟持されるため、主軸側部材30及び心押側部材40に対して着脱補助部材Hが浮くことなく堅固に挟持される。
複数の内周凸部HaDは、外周当接部Haの内周面において、挟持部Hbから下方向に延びるように形成され、複数の内周凸部HaUは、外周当接部Haの内周面において、挟持部Hbから上方向に延びるように形成される。
また、例3に係る着脱補助部材Hを用いる場合には、主軸側部材30の外周面には、当該外周面から径方向内側に凹む形状で、主軸側部材30の上面から下方向に延びる複数の外周溝30Dが形成され、同様に、心押側部材40の外周面には、当該外周面から径方向内側に凹む形状で、心押側部材40の下面から上方向に延びる複数の外周溝40Uが形成されたものを用いる。
これにより、着脱補助部材Hは、主軸側部材30の外周面に形成された外周溝30Dと、着脱補助部材Hの内周面に形成された内周凸部HaDとが嵌合し、心押側部材40の外周面に形成された外周溝40Uと、着脱補助部材Hの内周面に形成された内周凸部HaUとが嵌合した状態で、挟持部Hbが主軸側部材30の上面と心押側部材40の下面との間に挟持される。よって、着脱補助部材H、主軸側部材30及び心押側部材40が一体回転可能に嵌め合わされ、主軸側部材30が回転した際には、回転力が着脱補助部材Hを介して心押側部材40へ、確実に伝達される。
本実施形態に係る回転塑性加工装置2は、緩み検知機構5を有して構成される。以下、緩み検知機構5について図31に基づいて説明する。緩み検知機構5は、エンコーダJ、エンコーダK、検出器L、検出器Mおよび判断部4bを有して構成される。
(1)上述の実施形態では、ユニット搬送台車3の移動、および上台車80の移動は、作業員が行うことを想定して説明した。ユニット搬送台車3および上台車80がモータやアクチュエータ等により自動で移動するよう構成してもよい。例えば、上台車80の車輪88および下台車90の車輪92をモータ駆動としてもよい。例えば、回転塑性加工装置2に油圧シリンダ等のアクチュエータを設け、回転塑性加工装置2の前側に停止したユニット搬送台車3から、上台車80を後方向へ引いて回転塑性加工装置2の内部へ移動させ、上台車80を前方向へ押して回転塑性加工装置2から退出させるよう構成してもよい。
2 :回転塑性加工装置
3 :ユニット搬送台車
4 :制御部
4a :交換制御部
4b :判断部
5 :緩み検知機構
10 :主軸機構
11 :クランプ部材
11a :雄ネジ
11b :凸状部位
11c :嵌合ピン
11f :溝部位
11g :開口部
11k :突出部位
20 :心押機構
21 :クランプ部材
21a :雄ネジ
21b :凸状部位
21c :嵌合ピン
30 :主軸側部材
30a :凹状部位
30b :フランジ部位
30c :嵌合穴
31 :クランプナット
31a :雌ネジ
31b :切欠き部位
31f :挿入ピン
31k :嵌合溝
31m :開口部
32 :皿バネ
40 :心押側部材
40a :凹状部位
40b :フランジ部位
40c :嵌合穴
41 :クランプナット
41a :雌ネジ
41b :切欠き部位
42 :皿バネ
50 :ローラ保持移動機構
51 :保持部材
52 :有頭ピン
52a :軸部
52b :頭部
52c :スプリング
54c :貫通穴
60 :加工ローラ支持ユニット
61 :支持板
61a :貫通穴
62 :支持部材
62a :凹部
63 :加工ローラ
70 :クランププレート
70a :円形穴
70b :長穴
70c :被保持部
80 :上台車
81 :載置台
81a :ユニット載置部位
81b :クランププレート保持部位
81c :U字穴
81d :ユニット保持ピン
82 :上支持板
82a :段差平面
82b :段差側面
83 :中支持板
84 :下支持板
84a :段差平面
84b :段差側面
85 :支柱
86 :スプリング
87 :連結部材
88 :車輪
90 :下台車
91 :レール
92 :車輪
A :ワーク保持ユニット
B :主軸着脱機構
C :心押着脱機構
E :ネジ機構
F :ローラ着脱機構
G :回転軸
H :着脱補助部材
Ha :外周当接部
Hb :挟持部
Hc :摩擦材
J :エンコーダ
K :エンコーダ
L :検出器
M :検出器
P1 :交換作業位置
P2 :交換作業位置
P3 :待機位置
P4 :待機位置
V :ダミーワーク
W :ワーク
S :隙間
Claims (9)
- 主軸機構と、ワーク保持ユニットと、主軸着脱機構とを有し、
前記主軸着脱機構は、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられ、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、回転塑性加工装置であって、
前記主軸着脱機構は、雄ネジと雌ネジとを有するネジ機構であって、前記雄ネジおよび前記雌ネジの中心軸が前記主軸機構の回転軸と一致しており、
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、
前記雄ネジ及び前記雌ネジは一方が前記主軸機構に設けられ、他方が前記クランプナットに設けられ、
前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、
前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、
前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されている回転塑性加工装置。 - 主軸機構と、ワーク保持ユニットと、主軸着脱機構とを有し、
前記主軸着脱機構は、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられ、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、回転塑性加工装置であって、
前記主軸着脱機構は、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の何れか一方の側に形成された径方向に延びる挿入ピンと、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の他方の側の外周に形成された溝部位とを有し、
前記挿入ピンが前記溝部位に進入して前記主軸機構が回転することで前記ワーク保持ユニットが前記主軸機構に装着され、
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、
前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、
前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、
前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されている回転塑性加工装置。 - 心押機構と、心押着脱機構とを有し、
前記心押着脱機構は、前記心押機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられ、前記主軸機構の回転により前記心押機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、請求項1又は2に記載の回転塑性加工装置。 - 前記ワーク保持ユニットは、心押側部材を有し、
前記主軸側部材と前記心押側部材の前記主軸機構および前記心押機構への着脱が行われる際には、
前記ワーク保持ユニットの前記主軸側部材に載置されたダミーワークを前記心押側部材に接触させ、前記ダミーワークの上下で生じる摩擦力によって前記主軸機構の回転が前記主軸側部材から前記心押側部材へ伝えられるように構成されている請求項3に記載の回転塑性加工装置。 - 着脱補助部材を有し、
前記ワーク保持ユニットは、主軸側部材と心押側部材とを有し、
前記着脱補助部材は、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する際に、前記主軸側部材と前記心押側部材との間に挟持される請求項1から4のいずれか1項に記載の回転塑性加工装置。 - 回転塑性加工装置の主軸機構に対して着脱されるワーク保持ユニットであって、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられる主軸着脱機構が、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、ワーク保持ユニットにおいて、
前記主軸着脱機構は、雄ネジと雌ネジとを有するネジ機構であって、前記雄ネジおよび前記雌ネジの中心軸が前記主軸機構の回転軸と一致しており、
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、
前記雄ネジ及び前記雌ネジは一方が前記主軸機構に設けられ、他方が前記クランプナットに設けられ、
前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、
前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、
前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されているワーク保持ユニット。 - 回転塑性加工装置の主軸機構に対して着脱されるワーク保持ユニットであって、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられる主軸着脱機構が、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、ワーク保持ユニットにおいて、
前記主軸着脱機構は、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の何れか一方の側に形成された径方向に延びる挿入ピンと、前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構の他方の側の外周に形成された溝部位とを有し、
前記挿入ピンが前記溝部位に進入して前記主軸機構が回転することで前記ワーク保持ユニットが前記主軸機構に装着され、
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、
前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、
前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、
前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されているワーク保持ユニット。 - 主軸機構と、ワーク保持ユニットと、主軸着脱機構とを有し、
前記主軸着脱機構は、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられ、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、回転塑性加工装置であって、
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、
前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、
前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、
前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されている回転塑性加工装置。 - 回転塑性加工装置の主軸機構に対して着脱されるワーク保持ユニットであって、前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとの間に設けられる主軸着脱機構が、前記主軸機構の回転により前記主軸機構と前記ワーク保持ユニットとを着脱する、ワーク保持ユニットにおいて、
前記ワーク保持ユニットにおける主軸側部材には、クランプナットが配置され、
前記クランプナットに、切欠き部位が形成されており、
前記切欠き部位は、前記主軸側部材をユニット搬送台車に載置した際、
前記ユニット搬送台車が有する下支持板の段差側面と接触して、前記クランプナットの前記下支持板に対する相対回転を抑制するように構成されているワーク保持ユニット。
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