JP2005305581A - Method and device for machining valve seat face and valve guide hole - Google Patents
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Description
この発明は、自動車エンジン等のシリンダヘッドに設けられるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法に係るものである。 The present invention relates to a method for processing a valve seat surface and a valve guide hole provided in a cylinder head of an automobile engine or the like.
従来一般に行なわれている上記加工方法は、特許文献1の図6,7に記載されている。即ち、主軸に設けた3つの切削刃によりバルブシート面とその前後の逃がし面を加工し、次いで、これらの切削刃と同心に設けたリーマを前進させてバルブガイド孔を加工する。リーマは、ガイドブッシュでガイドされている。
特許文献1には、更に別の加工方法が開示されている。この方法では、バルブシート面の前後の逃がし面の加工と、バルブシート面の粗加工をし、次いでバルブガイド孔をリーマ仕上げしてそのリーマをバルブガイド孔に挿通したまま、バルブシート面を仕上げ加工している。仕上げリーマはガイドブッシュでガイドされている。
特許文献2には、バルブガイド孔の中心を測定してその測定値に基づいて工具の位置を補正しながらバルブガイド孔加工、バルブシート面加工を行なう方法が開示してある。
Patent Document 1 discloses still another processing method. In this method, the relief surface before and after the valve seat surface is processed and the valve seat surface is roughened, then the valve guide hole is reamed and the valve seat surface is finished while the reamer is inserted into the valve guide hole. Processing. The finishing reamer is guided by a guide bush.
Patent Document 2 discloses a method for performing valve guide hole processing and valve seat surface processing while measuring the center of the valve guide hole and correcting the position of the tool based on the measured value.
こうしたバルブシート面とバルブガイド孔の加工においては、機能上、バルブシート面とバルブガイド孔の各軸芯が一致することが必要である。そのため、上記特許文献1に記載のものでは、仕上げリーマと、その仕上げリーマをガイドするガイドブッシュとの隙間を2〜5μの非常に小さな隙間としておいて、バルブシート面加工の切削刃(バイト)の回転中心(主軸中心)に対して仕上げリーマ(ガイドブッシュ)を高い精度で芯出ししている。ワーク変更でバルブガイド孔の径が変わったときには、仕上げリーマ及びガイドブッシュが交換されるが(段取り替え)、前記した高い芯出し作業が要求されて段取り替えに手間取る問題があった。また、仕上げリーマがガイドブッシュから前方に突出してバルブガイド孔をリーマ加工するとき、加工前のバルブガイド孔と仕上げリーマとの間に僅かな芯ずれがあるため(最大で0.15μ程度)、仕上げリーマとバルブガイド孔の削り代との関係で加工中に仕上げリーマの軸心が振れるので、ガイドブッシュと仕上げリーマとのガイド隙間が非常に小さい従来の構成では、その振れによりガイドブッシュの摩耗が大きくなるという問題もあった。また、特許文献2の方法では、バルブガイド孔をいちいち測定しているので加工時間が長くなるおそれがある。
この発明は、上記のような段取り替え作業が容易となり、また、ガイドブッシュの摩耗も少なくなるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法を提供するものである。
In processing the valve seat surface and the valve guide hole, functionally, the shaft cores of the valve seat surface and the valve guide hole need to coincide with each other. Therefore, in the thing of the said patent document 1, the clearance gap between a finishing reamer and the guide bush which guides the finishing reamer is made into the very small clearance of 2-5micrometer, and the cutting blade (bite | blade) of valve seat surface processing The finishing reamer (guide bush) is centered with high accuracy with respect to the center of rotation (center of the spindle). When the diameter of the valve guide hole is changed by changing the workpiece, the finishing reamer and the guide bush are replaced (setup change). However, the above-described high centering work is required, and there is a problem that the setup change is troublesome. Also, when the finishing reamer protrudes forward from the guide bush to ream the valve guide hole, there is a slight misalignment between the valve guide hole before processing and the finishing reamer (up to about 0.15μ). Because the shaft center of the finishing reamer swings during machining because of the machining allowance of the finishing reamer and the valve guide hole, in the conventional configuration where the guide clearance between the guide bush and the finishing reamer is very small, the guide bush wears due to the swing. There was also a problem of growing. Moreover, in the method of patent document 2, since the valve guide hole is measured one by one, there is a possibility that the processing time becomes long.
The present invention provides a method for processing a valve seat surface and a valve guide hole that facilitates the above-described setup change work and reduces the wear of the guide bush.
本発明のシリンダヘッドにおけるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法は、シリンダヘッドのバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法であって、バルブシート面の前後面を面取りする刃具とバルブシート面を粗加工する刃具とバルブガイド孔の入口部分に案内孔を加工する刃具とを一体に備えた回転工具により、バルブシート面の前後面を面取りし、かつバルブシート面を粗加工すると同時にバルブガイド孔の入口部分に仕上げリーマの案内孔を加工し、次いで、バルブシート面を仕上げ加工する刃具の回転中心を前記案内孔の軸線と一致させてバルブシート面を仕上げ加工した後、前記回転中心に設けたガイドブッシュに挿通された仕上げリーマを前進させて前記案内孔で案内させつつ、バルブガイド孔を仕上げリーマ加工することを特徴とする。
また、この方法を実施する装置は、シリンダヘッドのバルブシート面とバルブガイド孔の加工装置であって、1つの主軸ヘッドに第1主軸と第2主軸とを所定ピッチで平行に装架し、第1主軸先端には、バルブシート面の前後面を面取りする刃具とバルブシート面を粗加工する刃具とバルブガイド孔の入口部分に案内孔を加工する刃具とを一体に備えた回転工具を備え、第2主軸先端には、バルブシート面を仕上げ加工する刃具を備えると共に、その主軸中心にガイドブッシュを介して軸線方向に進退するように仕上げリーマを備え、該主軸ヘッドは、前記ピッチ方向に移動するようにコラムに備えられていることを特徴とする。
The processing method of the valve seat surface and the valve guide hole in the cylinder head of the present invention is a processing method of the valve seat surface and the valve guide hole of the cylinder head, and includes a cutting tool for chamfering the front and rear surfaces of the valve seat surface and the valve seat surface. Chamfering the front and rear surfaces of the valve seat surface and roughing the valve seat surface with a rotary tool that is integrally equipped with a roughing blade tool and a blade tool for processing the guide hole at the inlet portion of the valve guide hole. After finishing the guide hole of the finishing reamer at the inlet portion of the valve, and then finishing the valve seat surface by aligning the rotation center of the cutting tool for finishing the valve seat surface with the axis of the guide hole, it is provided at the rotation center. The valve guide hole is finished and reamed while the finish reamer inserted through the guide bush is advanced and guided by the guide hole. And wherein the door.
An apparatus for carrying out this method is a cylinder head valve seat surface and valve guide hole processing apparatus, in which a first spindle and a second spindle are mounted in parallel at a predetermined pitch on one spindle head, At the tip of the first spindle, there is provided a rotary tool integrally comprising a blade tool for chamfering the front and rear surfaces of the valve seat surface, a blade tool for roughing the valve seat surface, and a blade tool for machining the guide hole at the inlet portion of the valve guide hole. The tip of the second spindle is provided with a cutting tool for finishing the valve seat surface, and a finishing reamer is provided at the center of the spindle so as to advance and retract in the axial direction via a guide bush, and the spindle head extends in the pitch direction. The column is provided so as to move.
本願方法によれば、回転工具でバルブガイド孔入口に案内孔を形成し、同時に、バルブシート面の前後面の面取りとバルブシート面の粗加工をし、次いでバルブシート面の仕上げ用刃具の回転軸線を案内孔に一致させてバルブシート面を仕上げ加工し、その後、案内孔に仕上げリーマを案内させてバルブガイド孔を仕上げ加工するため、従来のように仕上げリーマ(ガイドブッシュ)とバルブシート面の仕上げ工具とを精度高く芯出ししなくても、仕上げリーマで仕上げられたバルブガイド孔とバルブシート面の同芯度を高くできる。そして、そのように仕上げリーマとバルブシート面の仕上げ刃具とを精度高く芯出ししなくてもよいので、加工径が変更されたときの仕上げリーマの段取り替え作業が容易となる。さらに、仕上げリーマとバルブシート面の仕上げ刃具とを精度高く芯出ししなくてもよいから仕上げリーマと、その仕上げリーマをガイドするガイドブッシュとの隙間を大きく出来るので、仕上げリーマ加工時に仕上げリーマの振れがあってもガイドブッシュとリーマ間に隙間が生じている結果、ガイドブッシュの摩耗も少なくなる。 According to the method of the present application, a guide hole is formed at the valve guide hole inlet with a rotary tool, and at the same time, chamfering of the front and rear surfaces of the valve seat surface and rough processing of the valve seat surface are performed, and then the cutting tool for finishing the valve seat surface is rotated. Finishing the valve seat surface with the axis line aligned with the guide hole, and then finishing the valve guide hole by guiding the finish reamer to the guide hole, the finish reamer (guide bush) and valve seat surface as before Even if the finishing tool is not accurately centered, the concentricity between the valve guide hole finished with the finishing reamer and the valve seat surface can be increased. And since it is not necessary to center the finishing reamer and the finishing blade on the valve seat surface with high accuracy, it is easy to change the finishing reamer when the machining diameter is changed. Furthermore, since it is not necessary to center the finishing reamer and the finishing tool on the valve seat surface with high accuracy, the clearance between the finishing reamer and the guide bush that guides the finishing reamer can be increased. As a result of the gap between the guide bush and the reamer even if there is vibration, the wear of the guide bush is reduced.
図1は、自動車等のシリンダヘッドWのバルブガイド孔30aとバルブシート面40aとを同芯に加工する加工装置1である。前記バルブガイド孔30aは吸気バルブまたは排気バルブを支持するバルブガイド30に形成され、バルブシート面40aは前記吸気バルブまたは排気バルブが密着して吸気ポートまたは排気ポートと燃焼室とを閉塞するバルブシート40に形成されるものである。加工機械1について説明する。ベッド2上に前後(Z軸)移動ベース3がZ軸モータ4と送りネジ機構5によりZ軸方向に移動するようになっている。前後移動ベース3の上には、移動コラム6がX軸モータ7と送りネジ機構8により左右(X軸)方向(紙面と直交する方向)に移動するようになっている。移動コラム6の前面には、主軸ヘッド9が上下(Y軸)方向に昇降案内され、Y軸モータ10と送りネジ機構11により昇降するようになっている。主軸ヘッド9には第1,第2主軸12,13がY軸方向に所定ピッチPで設けてあり、夫々図示しない主軸モータにより回転するようになっている。前記ピッチPは、第1主軸12が加工を行っているときには、第2主軸13がシリンダヘッドWに干渉しないように設定されている。第1主軸12先端には、バルブシート面40aの前後面40b,40cを面取りする刃具14,15とバルブシート面40aを粗加工する刃具16とバルブガイド孔30aの入口部分に案内孔30bを加工する刃具17とを一体に備えた回転工具18が装着されている。第2主軸13先端には、バルブシート面40aを仕上げ加工する刃具19を備えると共に、その主軸13中心にガイドブッシュ20を介して軸線方向に進退するように仕上げリーマ21が備えられている。ガイドブッシュ20は、従来より大きな隙間(50μ)を持って仕上げリーマ21を案内している。
FIG. 1 shows a processing apparatus 1 that processes a valve guide hole 30a and a valve seat surface 40a of a cylinder head W of an automobile or the like concentrically. The valve guide hole 30a is formed in the
次に、上記構成の加工機械1によるシリンダヘッドWのバルブガイド孔30aとバルブシート面40aの加工方法について説明する。X,Y軸モータ7,10を制御して、図2(a)に示すように、第1主軸12を最初に加工するバルブシート40前方の第1待機位置T1に移動させる。図2(b)に示すように、図示しない主軸モータにより第1主軸12を回転させると共に、Z軸モータ4を制御して移動ベース3を第1待機位置T1から前進させる。刃具14,15によりバルブシート面40aの前後面40b,40cが面取りされ、刃具16によりバルブシート面40aが粗加工されると同時に刃具17によりバルブガイド孔30aの入口部分に仕上げリーマ21の案内孔30bが加工される。その後、図2(c)に示すように、Z軸モータ4を制御して移動ベース3を第1待機位置T1に後退させることで第1工程が終了する。
Next, a method of processing the valve guide hole 30a and the valve seat surface 40a of the cylinder head W by the processing machine 1 having the above configuration will be described. The X and
次に、Y軸モータ10を制御して第2主軸13をY軸方向(ピッチP方向)に移動させ、図3(a)に示すように、第2主軸13の刃具19の回転中心を前記案内孔30bの軸線CLと一致させる。図3(b)に示すように、図示しない主軸モータにより第2主軸13を回転させると共に、Z軸モータ4を制御して移動ベース3を第1待機位置T1から前進させる。刃具19によりバルブシート面40aが仕上げ加工される。これにより、バルブシート面40aの軸芯が案内孔30bの軸心と一致する。その後、図3(c)に示すように、Z軸モータ4を制御して、前記刃具19がバルブシート面40aから離れるように移動ベース3を第2待機位置T2に移動させる。第2待機位置T2にて、図3(d)に示すように、前記回転中心に設けたガイドブッシュ20に挿通された仕上げリーマ21を前進させる。リーマ21はガイドブッシュ20を介して前記案内孔30bに案内されつつ、バルブガイド孔30aを仕上げリーマ加工する。これにより、バルブガイド孔30aは案内孔30bの軸心に一致する。仕上げリーマ加工が完了すると、図3(e)に示すように、Z軸モータ4を制御し、移動ベース3を第1待機位置T1に後退させることで第2工程が終了する。この第1,第2工程を繰り返すことで、すべてのバルブシート面40aとバルブガイド孔30aの加工が行われる。
Next, the Y-
以上の加工により、バルブガイド孔30aとバルブシート面40aの軸心が正確に一致するが、第2工程の仕上げリーマ21は、第1工程で形成された案内孔30bにより案内されて案内孔30bの軸心と一致して前進するので、従来のようにガイドブッシュ20で精度よく案内されているもののように、バルブシート面40aを加工する刃具の回転中心と、仕上げリーマ21中心との同芯度を高精度にセッティングしなくてもよいから、段取り替えが容易である。また、そのように仕上げリーマ21とバルブシート面40aの仕上げ刃具19とを精度高く芯出ししなくてもよいから、ガイドブッシュ20は、仕上げリーマ21を従来より大きな隙間で案内でき、その結果、仕上げリーマ21が加工中に多少振れることがあっても、それによるガイドブッシュ20の摩耗を低減できる。
With the above processing, the axis centers of the valve guide hole 30a and the valve seat surface 40a are exactly aligned. However, the finishing
1 加工装置
6 移動コラム
9 主軸ヘッド
12 第1主軸
13 第2主軸
14 刃具
15 刃具
16 刃具
17 刃具
18 回転工具
19 刃具
20 ガイドブッシュ
21 仕上げリーマ
30a バルブガイド孔
30b 案内孔
40a バルブシート面
40b バルブシート面の後面
40c バルブシート面の前面
P ピッチ
W シリンダヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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JP2004124289A JP2005305581A (en) | 2004-04-20 | 2004-04-20 | Method and device for machining valve seat face and valve guide hole |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017170570A (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | シチズン時計株式会社 | Guide bush device |
CN109702239A (en) * | 2018-12-07 | 2019-05-03 | 厦门兴泰克机电有限公司 | A kind of big plate flank hole machine |
-
2004
- 2004-04-20 JP JP2004124289A patent/JP2005305581A/en active Pending
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