JPH0586414A - Method for remelt-hardening treatment and apparatus therefor - Google Patents
Method for remelt-hardening treatment and apparatus thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、再溶融硬化処理方法お
よびその装置に係わり、特に軸状のワークの被処理部に
トーチを用いて再溶融硬化処理を施す再溶融硬化処理方
法およびその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remelting and curing method and apparatus therefor, and more particularly to a remelting and curing method and apparatus for performing remelting and curing treatment on a portion to be treated of a shaft-like work by using a torch. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ワークの耐摩耗性・耐衝撃性
を高める為に、鋼製或いは鋳鉄製ワークの表面を加熱溶
融して急速硬化（チル化）させる再溶融硬化処理技術が
広く用いられている。この再溶融硬化処理技術として、
例えば特開昭６０−２５８４２１号公報には、自動車用
エンジンに組み込まれるカムシャフトにおけるカムのカ
ム面を再溶融硬化処理する方法が記載されている。この
公報に記載されたものは、カムシャフトのカムの幅に広
狭があるときは、トーチの発生するアークがカム面のい
ずれの箇所においても全幅にわたる如く供給されるよう
にしたことを特徴としている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to improve wear resistance and impact resistance of a work, a remelting and hardening treatment technique has been widely used in which the surface of a work made of steel or cast iron is heated and melted to be rapidly hardened (chilled). Has been. As this remelting hardening technology,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-258421 discloses a method of remelting and hardening the cam surface of a cam in a camshaft incorporated in an automobile engine. What is described in this publication is characterized in that when the width of the cam of the cam shaft is wide or narrow, the arc generated by the torch is supplied so as to cover the entire width of the cam surface at any position. ..
【０００３】ところで、再溶融硬化処理を施す際、ワー
クの温度が低いと被処理部がチル化するときに割れが生
じやすく、この被処理部の割れを防止するために、通常
は、再溶融硬化処理に先立って、ワークを所定温度に加
熱する予熱処理が行われている。By the way, when the remelting and hardening treatment is carried out, if the temperature of the work is low, cracks are likely to occur when the portion to be treated is chilled. In order to prevent the cracking of the portion to be treated, remelting is usually carried out. Prior to the curing treatment, a preheat treatment for heating the work to a predetermined temperature is performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、再溶融
硬化処理に先立ってワークに予熱処理が行われるので、
軸状のワークの場合には、予熱処理によりワークが軸方
向に熱膨張するとともにワークの被処理部の位置が僅か
に軸方向に変位する。このため、上記従来の再溶融硬化
処理方法及び装置により再溶融硬化処理を施すと、トー
チは再溶融すべき被処理部から熱膨張による被処理部の
軸方向の位置変位分だけずれたワークの部分を再溶融す
るとともに、被処理部にその位置変位分だけ再溶融硬化
処理が施されない部分が生じ、被処理部に正確に再溶融
硬化処理が施されず、ワークの品質が低下するという問
題があった。また予熱処理後のワーク温度の変化によ
り、チル深さやチル硬さなどのチル特性が異なるという
問題もあった。As described above, since the work is preheated prior to the remelt hardening treatment,
In the case of an axial work, the preheat treatment causes the work to thermally expand in the axial direction and the position of the processed portion of the work to be slightly displaced in the axial direction. Therefore, when the remelting and hardening treatment is performed by the above-mentioned conventional remelting and hardening treatment method and device, the torch shifts from the to-be-processed portion to be remelted by a positional displacement in the axial direction of the to-be-processed portion due to thermal expansion. While remelting a part, there is a part in the processed part that is not remelted and hardened by the amount of the positional displacement, so that the remelted and hardened part is not accurately processed and the quality of the work deteriorates. was there. There is also a problem that the chill characteristics such as chill depth and chill hardness differ depending on the change in the work temperature after the preheat treatment.
【０００５】そこで本発明は、上記従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、予熱処理によりワ
ークの熱膨張量を加味してワークの被処理部の位置を正
確に決定すると共にワーク温度に応じて適性な再溶融硬
化処理を施すことができる再溶融硬化処理方法およびそ
の装置を提供することを目的としている。Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and accurately determines the position of the portion to be processed of the work by adding the amount of thermal expansion of the work by the preheat treatment. An object of the present invention is to provide a remelting hardening method and an apparatus therefor capable of performing a suitable remelting hardening treatment according to a work temperature.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、所定位置にセットされた軸状のワークの
被処理部にトーチを用いて再溶融硬化処理を施す再溶融
硬化処理方法において、上記ワークの軸方向の熱膨張量
を検出し、この熱膨張量の検出値に基づき上記トーチの
軸方向位置を調整すると共にワーク温度を演算し、この
ワーク温度の演算値に基づいて上記トーチのビーム出力
若しくは処理速度のいずれか若しくは両者を制御するよ
うにしたことを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a remelting and hardening process in which a torch to be processed is remelted and hardened by using a torch. In the method, the amount of thermal expansion in the axial direction of the work is detected, the axial position of the torch is adjusted based on the detected value of the amount of thermal expansion, and the work temperature is calculated, based on the calculated value of the work temperature. It is characterized in that either or both of the beam output of the torch and the processing speed are controlled.
【０００７】また本発明は、所定位置にセットされた軸
状のワークの被処理部にトーチを用いて再溶融硬化処理
を施す再溶融硬化処理装置において、上記ワークの軸方
向の熱膨張量を検出する熱膨張量検出手段と、この熱膨
張量検出手段により検出された検出値に基づき上記トー
チの軸方向位置を調整するトーチ位置調整手段と、上記
熱膨張量検出手段により検出された検出値に基づきワー
ク温度を演算する温度演算手段と、この温度演算手段に
よるワーク温度の演算値に基づいて上記トーチのビーム
出力若しくは処理速度のいずれか若しくは両者を制御す
る制御手段とを有することを特徴としている。Further, according to the present invention, in a remelting / hardening apparatus for performing a remelting / hardening treatment using a torch on a portion to be treated of a shaft-shaped workpiece set at a predetermined position, the thermal expansion amount of the workpiece in the axial direction is set. Thermal expansion amount detecting means for detecting, torch position adjusting means for adjusting the axial position of the torch based on the detection value detected by the thermal expansion amount detecting means, and detection value detected by the thermal expansion amount detecting means And a control means for controlling either or both of the beam output of the torch and the processing speed based on the calculated value of the work temperature by the temperature calculation means. There is.
【０００８】このように構成された本発明においては、
ワーク熱膨張量を検出し、この検出値に基づいてトーチ
の軸方向軸方向位置を調整しているので、トーチが被処
理部以外の部分を再溶融したり、被処理部に再溶融硬化
処理が施されない部分が生じたりすることはなく、被処
理部に正確に再溶融硬化処理を施すことができる。ま
た、ワーク温度に基づいてトーチのビーム出力若しくは
処理速度のいずれか若しくは両者を制御しているので、
ワークの温度変化に起因するチル特性のばらつきを防止
できる。In the present invention thus constructed,
Since the amount of work thermal expansion is detected and the axial position of the torch is adjusted based on this detected value, the torch remelts parts other than the part to be processed, and remelts and cures the part to be processed. It is possible to accurately perform the remelting and hardening treatment on the portion to be treated without causing a portion not subjected to the treatment. Further, since either or both of the beam output of the torch and the processing speed are controlled based on the work temperature,
It is possible to prevent the chill characteristics from varying due to the temperature change of the work.
【０００９】[0009]
【実施例】以下本発明の一実施例について図１乃至図５
を参照して説明する。この実施例は、自動車の４気筒エ
ンジンのカムシャフトのカムに再溶融硬化処理を施すた
めの再溶融硬化処理方法およびその装置に本発明を適用
したものである。図１は本発明の再溶融硬化処理装置を
示す全体構成図、図２はＴＩＧトーチとカムシャフトを
示す斜視図、図３はカムシャフトの熱膨張によりカムの
位置変位を示すカムシャフトの部分正面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Will be described. In this embodiment, the present invention is applied to a remelting and curing method and apparatus for remelting and curing a cam of a camshaft of a four-cylinder engine of an automobile. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a remelting treatment apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a TIG torch and a cam shaft, and FIG. 3 is a partial front view of a cam shaft showing a displacement of the cam due to thermal expansion of the cam shaft. It is a figure.
【００１０】先ずカムシャフトＣＳについて説明する。
カムシャフトＣＳは、ダクタイル鋳鉄を用いて製造さ
れ、図１に示されるように、カムシャフトＣＳには、吸
気用カム１と排気用カム２からなる第１カム部Ｃ１〜第
４カム部Ｃ４が設けられている。またカムシャフトＣＳ
の前端部と後端部にはそれぞれジャーナル部３、４が設
けられ、ジャーナル部４には後端面から係合孔４ａが凹
設されている。First, the camshaft CS will be described.
The camshaft CS is manufactured using ductile cast iron, and as shown in FIG. 1, the camshaft CS includes a first cam portion C1 to a fourth cam portion C4 including an intake cam 1 and an exhaust cam 2. It is provided. Also camshaft CS
Journal portions 3 and 4 are provided at the front end portion and the rear end portion, respectively, and the journal portion 4 is provided with an engaging hole 4a recessed from the rear end surface.
【００１１】各吸気用カム１と排気用カム２のカム面５
の軸方向の幅Ｗ（図２参照）は同幅に形成され、再溶融
硬化処理は各カム１、２のカム面５のうち円筒面５ａを
除くノーズ部のバルブ駆動面５ｂ（図２に２点鎖線で示
した溶融開始位置Ｍ１とこの位置Ｍ１と反対側の溶融終
了位置との間の面）に全幅Ｗにわたって施される。尚、
カム面５の前後両側にはエッジ部５ｃが形成されてい
る。A cam surface 5 of each intake cam 1 and exhaust cam 2
The width W (see FIG. 2) in the axial direction of each of the cams 5 is formed to be the same width. It is applied over the entire width W on the surface between the melting start position M1 indicated by the two-dot chain line and the melting end position on the opposite side of this position M1. still,
Edge portions 5c are formed on both front and rear sides of the cam surface 5.
【００１２】次に図１により、再溶融硬化処理装置につ
いて説明する。図１に示すように、再溶融硬化処理装置
は、トーチ移動駆動装置３０と、このトーチ移動駆動装
置３０に設けられたＴＩＧトーチ４０と、回転支持装置
５０を備えている。トーチ移動駆動装置３０は、本体装
置３１と前方に突出したアーム３２を備え、この本体装
置３１がアーム３２を前後方向（Ｘ軸方向）及び上下方
向（Ｚ軸方向）に往復移動させる。アーム３２の先端に
は支持部材３３を介してＴＩＧトーチ４０が取り付けら
れている。Next, referring to FIG. 1, a remelting and curing apparatus will be described. As shown in FIG. 1, the remelting / hardening apparatus includes a torch movement driving device 30, a TIG torch 40 provided in the torch movement driving device 30, and a rotation supporting device 50. The torch movement drive device 30 includes a main body device 31 and an arm 32 protruding forward. The main body device 31 reciprocates the arm 32 in the front-rear direction (X axis direction) and the vertical direction (Z axis direction). A TIG torch 40 is attached to the tip of the arm 32 via a support member 33.
【００１３】上記回転支持装置５０は、ピットＰの後方
に配設された油圧シリンダ５１と、油圧シリンダ５１の
ロッド５１ａにガイド部材５２を介して連結された支持
軸部材５３と、ピットＰの前方に油圧シリンダ５１と対
向状に配設された油圧シリンダ５４と、油圧シリンダ５
４のロッド５４ａにガイド部材５５を介して連結された
サーボモータ５６と、このサーボモータ５６の出力軸端
部に設けられたホルダ５７などで構成されている。The rotary support device 50 includes a hydraulic cylinder 51 disposed behind the pit P, a support shaft member 53 connected to a rod 51a of the hydraulic cylinder 51 via a guide member 52, and a front side of the pit P. A hydraulic cylinder 54 disposed opposite to the hydraulic cylinder 51, and a hydraulic cylinder 5
The servo motor 56 is connected to the No. 4 rod 54a via the guide member 55, and the holder 57 provided at the output shaft end of the servo motor 56.
【００１４】上記支持軸部材５３とサーボモータ５６及
びホルダ５７は、油圧シリンダ５１、５４により、図１
において実線で示した進出位置と２点鎖線で示した退避
位置とに切り換え可能になっている。ホルダ５７は、３
組の把持部５７ａを有する。また支持軸部材５３の前端
にはカムシャフトＣＳの係合穴４ａに係合可能なピン５
３ａが設けられている。The support shaft member 53, the servo motor 56, and the holder 57 are connected to each other by the hydraulic cylinders 51 and 54 as shown in FIG.
In Fig. 5, it is possible to switch between the advance position shown by the solid line and the retracted position shown by the two-dot chain line. Holder 57 is 3
It has a pair of grips 57a. A pin 5 that can be engaged with the engagement hole 4a of the camshaft CS is provided at the front end of the support shaft member 53.
3a is provided.
【００１５】ホルダ５７は、油圧シリンダ５４のロッド
５４ａがフルストローク進出・後退駆動することにより
進出位置と退避位置とに切り換えられる。このホルダ５
７の進出位置がＸ軸方向の基準点Ｐ0 （図３参照）に設
定される。カムシャフトＣＳが、再溶融硬化処理装置に
セットされる前は、支持軸部材５３とホルダ５７は、退
避位置にあり且つホルダ５７は非把持位置に切り換えら
れている。またＴＩＧトーチ４０は、カムシャフトＣＳ
の熱膨張がないものとしてセットされる。すなわち、図
３に示されたように、ＴＩＧトーチ４０は、カム１、２
の幅方向中心の位置においてカムシャフトＣＳの軸心を
通る上下方向（Ｚ軸方向）の中心線Ｌ上に位置してい
る。尚、カムシャフトＣＳを所定位置にセットすると
は、ジャーナル部３の前端面が基準点Ｐ0 に位置した状
態でホルダ５７に把持され且つジャーナル部４が係合穴
４ａを介して支持軸部材５３に支持された状態をいう。The holder 57 is switched between the advanced position and the retracted position by the rod 54a of the hydraulic cylinder 54 being driven by full stroke advance / retract. This holder 5
The advancing position of 7 is set at the reference point P 0 (see FIG. 3) in the X-axis direction. Before the camshaft CS is set in the remelting / hardening processing apparatus, the support shaft member 53 and the holder 57 are in the retracted position and the holder 57 is switched to the non-holding position. The TIG torch 40 is a camshaft CS.
It is set as if it has no thermal expansion. That is, as shown in FIG. 3, the TIG torch 40 includes the cams 1, 2
Is located on the center line L in the vertical direction (Z-axis direction) that passes through the axis of the camshaft CS at the center position in the width direction. Incidentally, when the camshaft CS is set at a predetermined position, it means that the front end surface of the journal portion 3 is held by the holder 57 while the front end surface of the journal portion 3 is located at the reference point P 0 , and the journal portion 4 is supported through the engagement hole 4a. The state supported by.
【００１６】さらに支持軸部材５３の前側とホルダ５７
の後側には、それぞれ受け部１８ａを有しキャリヤ２２
で搬送されたカムシャフトＣＳを載置するためワーク受
け部材１８がピットＰに臨むように設けられている。ホ
ルダ５７側のワーク受け部材１８には、カムシャフトＣ
Ｓを検出するための非接触式の検出スイッチ１９が設け
られている。Further, the front side of the support shaft member 53 and the holder 57.
The carrier 22 has receiving portions 18a on the rear side thereof.
A work receiving member 18 is provided so as to face the pit P in order to mount the camshaft CS conveyed by. The workpiece receiving member 18 on the holder 57 side has a camshaft C.
A non-contact detection switch 19 for detecting S is provided.
【００１７】上記油圧シリンダ５１のロッド５１ａの近
傍には、カムシャフトＣＳの軸方向の熱膨張量を測定す
るためのリミットスイッチ２０が配置されている。この
リミットスイッチ２０は、軸方向に複数個配置された近
接スイッチにより構成されている。次に図４及び図５を
参照して、再溶融硬化処理を施すための再溶融硬化処理
の制御内容について説明する。図４及び図５において、
Ｓは各ステップを示している。A limit switch 20 for measuring the amount of axial thermal expansion of the camshaft CS is arranged near the rod 51a of the hydraulic cylinder 51. The limit switch 20 is composed of a plurality of proximity switches arranged in the axial direction. Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the control content of the remelting hardening process for performing the remelting hardening process will be described. 4 and 5,
S indicates each step.
【００１８】先ず図５に示す制御内容について説明す
る。予熱処理を施されたカムシャフトＣＳは、ワーク受
け部材１８の受け部１８ａに載置される。このとき、検
出スイッチ１９がＯＮとなる（Ｓ１）。次に油圧シリン
ダ５１、５４が駆動されて支持軸部材５３及びホルダ５
７が退避位置から進出位置に切り換えられ、支持軸部材
５３のピン５３ａがカムシャフトＣＳのジャーナル部４
の係合穴４ａに係合され、その後ホルダ５７が非把持位
置から把持位置に切り換えられ、カムシャフトＣＳのジ
ャーナル部３がその前端面を基準点Ｐ0 に位置した状態
でホルダ５７により把持される。このようにして、カム
シャフトＣＳが所定位置にセットされる（Ｓ２）。First, the control contents shown in FIG. 5 will be described. The preheated camshaft CS is placed on the receiving portion 18 a of the work receiving member 18. At this time, the detection switch 19 is turned on (S1). Next, the hydraulic cylinders 51 and 54 are driven to support the support shaft member 53 and the holder 5.
7 is switched from the retracted position to the advanced position, and the pin 53a of the support shaft member 53 causes the journal portion 4 of the camshaft CS to move.
The holder 57 is switched from the non-grasping position to the gripping position, and the journal portion 3 of the camshaft CS is gripped by the holder 57 with its front end face positioned at the reference point P 0. It In this way, the camshaft CS is set at the predetermined position (S2).
【００１９】次にリミットスイッチ２０によりカムシャ
フトＣＳの軸方向の熱膨張量が測定され、このリミット
スイッチ２０からの検出信号が読込まれる（Ｓ３）。次
に検出されたカムシャフトＣＳの軸方向の熱膨張量に基
づいて、カムシャフトＣＳの温度が、次式により演算さ
れる（Ｓ４）。 Ｔ＝Ａ×ΔＬ／Ｌ＋ΔＴ Ａ：定数（ダクタイル鋳鉄の熱膨張係数αの逆数） ΔＬ：カムシャフトＣＳの熱膨張量 Ｌ：カムシャフトＣＳの全長 ΔＴ：室温 次に上記の演算により求められたカムシャフトＣＳの温
度が設定温度範囲内であるか否かが判定される（Ｓ
５）。カムシャフトＣＳの温度が設定温度より低い場合
には、以降の再溶融硬化処理が中止される（Ｓ５）。Next, the limit switch 20 measures the amount of thermal expansion of the camshaft CS in the axial direction, and the detection signal from the limit switch 20 is read (S3). Next, the temperature of the camshaft CS is calculated by the following equation based on the detected thermal expansion amount of the camshaft CS in the axial direction (S4). T = A × ΔL / L + ΔT A: Constant (reciprocal of thermal expansion coefficient α of ductile cast iron) ΔL: Thermal expansion amount of camshaft CS L: Total length of camshaft CS ΔT: Room temperature Next, the cam calculated by the above calculation It is determined whether the temperature of the shaft CS is within the set temperature range (S
5). When the temperature of the camshaft CS is lower than the set temperature, the subsequent remelting and hardening process is stopped (S5).
【００２０】一方、カムシャフトＣＳの温度が設定温度
範囲内である場合には、カムシャフトＣＳの熱膨張によ
る第１カム部Ｃ１の吸気用カム１及び排気用カム２の常
温状態における位置からの位置変位量ΔＸｎ（図３参
照）が、次式により演算される（Ｓ７）。 ΔＸｎ＝α×（Ｔ−ΔＴ）×Ｘｎ （ｎ＝１、２） α：ダクタイル鋳鉄の熱膨張係数 Ｔ：カムシャフトＣＳの温度 ΔＴ：室温 上記演算結果に基づいて吸気用カム１及び排気用カム２
の中心のＸ座標Ｘｍ（ｍ＝１、２）が次式により演算さ
れる（Ｓ８）。On the other hand, when the temperature of the camshaft CS is within the set temperature range, the intake cam 1 and the exhaust cam 2 of the first cam portion C1 from the positions in the normal temperature state due to the thermal expansion of the camshaft CS. The positional displacement amount ΔXn (see FIG. 3) is calculated by the following equation (S7). ΔXn = α × (T−ΔT) × Xn (n = 1, 2) α: Thermal expansion coefficient of ductile cast iron T: Temperature of camshaft CS ΔT: Room temperature Intake cam 1 and exhaust cam based on the above calculation results Two
The X coordinate Xm (m = 1, 2) of the center of is calculated by the following equation (S8).
【００２１】Ｘｍ＝Ｘｎ＋ΔＸｎ （ｍ、ｎ＝１、２） 次に、吸気用カム１及び排気用カム２のバルブ駆動面５
ｂに再溶融硬化処理を施すためにＴＩＧトーチ４０をＸ
軸方向に往復移動させる移動範囲の両端のＸ軸座標値Ｘ
ｐ（ｐ＝１、２）が次式により演算される（Ｓ９）。 Ｘｐ＝Ｘｍ±０．５Ｗ （ｍ、ｐ＝１、２） 次に、吸気用カム１の中心位置データＸｍ（ｍ＝１）に
基づいて、ＴＩＧトーチ４０が吸気用カム１の中心線Ｌ
1 （図３参照）上に位置するように制御される。その
後、油圧モータ５６により、吸気用カム１の溶融開始位
置Ｍ1 がＴＩＧトーチ４０の下方に位置するようにカム
シャフトＣＳがＸ軸方向回りに回転駆動される。溶融開
始位置Ｍ1 がＴＩＧトーチ４０の下方に位置すると、Ｔ
ＩＧトーチ４０に所定のアーク電流が供給されると共
に、図２に示されるように、サーボモータ５６によりカ
ムシャフトＣＳが低速度で回転駆動される。また同時に
ＴＩＧトーチ４０も、バルブ駆動面５ｂの形状に応じて
上下方向に移動されるように制御されると共に往復移動
範囲データＸｐ（ｐ＝１）に基づいてバルブ駆動面５ｂ
の幅Ｗの全域にわたって再溶融するように制御される。
このようにして、バルブ駆動面５ｂに再溶融硬化処理が
施される（Ｓ１０）。尚、このとき、チル特性を一定に
するために、カムシャフトＣＳの温度に基づいて、トー
チ出力及び処理速度を制御しているが、この点について
は、図５により、後に説明する。Xm = Xn + ΔXn (m, n = 1, 2) Next, the valve drive surface 5 of the intake cam 1 and the exhaust cam 2
X the TIG torch 40 to re-melt and cure b.
X-axis coordinate value X at both ends of the movement range to reciprocate in the axial direction
p (p = 1, 2) is calculated by the following equation (S9). Xp = Xm ± 0.5 W (m, p = 1, 2) Next, based on the center position data Xm (m = 1) of the intake cam 1, the TIG torch 40 moves the center line L of the intake cam 1.
1 (see FIG. 3). After that, the hydraulic motor 56 rotationally drives the cam shaft CS around the X-axis direction so that the melting start position M 1 of the intake cam 1 is located below the TIG torch 40. When the melting start position M 1 is located below the TIG torch 40, T
A predetermined arc current is supplied to the IG torch 40 and, as shown in FIG. 2, the servomotor 56 rotationally drives the camshaft CS at a low speed. At the same time, the TIG torch 40 is also controlled so as to be moved in the vertical direction in accordance with the shape of the valve driving surface 5b, and also the valve driving surface 5b based on the reciprocating range data Xp (p = 1).
Is controlled so as to remelt over the entire width W.
In this manner, the valve driving surface 5b is remelted and hardened (S10). At this time, the torch output and the processing speed are controlled based on the temperature of the camshaft CS in order to keep the chill characteristic constant. This point will be described later with reference to FIG.
【００２２】このように、カムシャフトＣＳの熱膨張に
よる吸気用カム１のＸ軸方向の位置変位量ΔＸｎを加味
してトーチ４０の移動範囲が決定され、バルブ駆動面５
ｂに再溶融硬化処理が施される。このため、バルブ駆動
面５ｂの前側のエッジ部５ｃが再溶融されて肩だれが生
じたり、バルブ駆動面５ｂの後端部に再溶融硬化処理が
施されなかったりすることがなく、正確にバルブ駆動面
５ｂに再溶融硬化処理を施すことが出来る。As described above, the moving range of the torch 40 is determined in consideration of the positional displacement amount ΔXn of the intake cam 1 in the X-axis direction due to the thermal expansion of the camshaft CS, and the valve drive surface 5
b is remelted and hardened. Therefore, the front edge portion 5c of the valve drive surface 5b is not remelted to cause shoulder sagging, and the rear end portion of the valve drive surface 5b is not subjected to the remelt hardening treatment, and thus the valve is accurately The drive surface 5b can be remelted and cured.
【００２３】吸気用カム１の再溶融硬化処理が完了する
と、ＴＩＧトーチ４０は、排気用カム２の中心位置デー
タＸｍ（ｍ＝２）に基づいて制御駆動され、排気用カム
２の中心線上に移動する（Ｓ１１）。次に、上記同様に
排気用カム２のバルブ駆動面５ｂに再溶融硬化処理が施
される。この場合も、ＴＩＧトーチ４０は、往復移動範
囲データＸｐ（ｐ＝２）に基づいてバルブ駆動面５ｂの
幅Ｗの全域にわたって再溶融するように制御駆動される
ので、排気用カム２のバルブ駆動面５ｂに正確に再溶融
硬化処理を施すことが出来る。When the remelting and hardening process of the intake cam 1 is completed, the TIG torch 40 is controlled and driven based on the center position data Xm (m = 2) of the exhaust cam 2 so that the TIG torch 40 is positioned on the center line of the exhaust cam 2. It moves (S11). Next, the valve driving surface 5b of the exhaust cam 2 is remelted and hardened in the same manner as described above. In this case as well, the TIG torch 40 is controlled and driven to remelt over the entire width W of the valve drive surface 5b based on the reciprocating range data Xp (p = 2), so that the valve drive of the exhaust cam 2 is performed. The surface 5b can be accurately remelted and hardened.
【００２４】次に図５を参照して、図４のＳ１０及びＳ
１２における再溶融硬化処理についてさらに詳細にす
る。先ずカムシャフトＣＳの温度（Ｔ）をカムシャフト
ＣＳの熱膨張量から演算して求める（Ｓ２０）。これ
は、上述した図４のＳ４に示されている。次に、この演
算により求められたカムシャフトＣＳの温度（Ｔ）とカ
ムシャフトＣＳの基準温度（Ｔ1 ）とを比較する（Ｓ２
１）。ここでカムシャフトＣＳの基準温度（Ｔ 1 ）は、
予熱処理された後のカムシャフトＣＳの予想温度を所定
値である基準温度（Ｔ1 ）として設定したものである。Next, referring to FIG. 5, S10 and S of FIG.
Further details on the remelting treatment in 12
It First, the temperature (T) of the camshaft CS
It is calculated from the thermal expansion amount of CS (S20). this
Is shown in S4 of FIG. 4 described above. Then this performance
The temperature (T) of the camshaft CS calculated by
Reference temperature (T1) And (S2
1). Here, the reference temperature (T 1) Is
Predetermine the expected temperature of the camshaft CS after being preheated
Reference temperature (T1) Is set as.
【００２５】演算により求められたカムシャフトＣＳの
温度（Ｔ）とその基準温度（Ｔ1 ）とが等しければ、Ｔ
ＩＧトーチ４０には、基準ビーム出力となるような基準
電流が供給される（Ｓ２２）。さらに、カムシャフトＣ
Ｓの回転速度が基準速度となるようにサーボモータ５６
の回転速度が制御される（Ｓ２３）。カムシャフトＣＳ
の温度（Ｔ）がその基準温度（Ｔ1 ）より低ければ、Ｔ
ＩＧトーチ４０のビーム出力が増大するように電流値が
制御され（Ｓ２４）、さらにカムシャフトＣＳの回転速
度が小さくなるようにサーボモータ５６の回転速度が制
御される（Ｓ２５）。カムシャフトＣＳの温度（Ｔ）が
その基準温度（Ｔ1 ）より高ければ、ＴＩＧトーチ４０
のビーム出力が減少するように電流値が制御され（Ｓ２
６）、さらにカムシャフトＣＳの回転速度が大きくなる
ようにサーボモータ５６の回転速度が制御される（Ｓ２
７）。If the temperature (T) of the camshaft CS obtained by the calculation is equal to its reference temperature (T 1 ), T
A reference current that provides a reference beam output is supplied to the IG torch 40 (S22). Furthermore, the camshaft C
Servo motor 56 so that the rotation speed of S becomes the reference speed.
The rotation speed of is controlled (S23). Camshaft CS
If the temperature (T) of T is lower than its reference temperature (T 1 ), then T
The current value is controlled so that the beam output of the IG torch 40 increases (S24), and the rotation speed of the servo motor 56 is controlled so that the rotation speed of the camshaft CS becomes smaller (S25). If the temperature (T) of the camshaft CS is higher than its reference temperature (T 1 ), the TIG torch 40
Current value is controlled so that the beam output of
6) Then, the rotation speed of the servomotor 56 is controlled so that the rotation speed of the camshaft CS is further increased (S2).
7).
【００２６】このように、カムシャフトＣＳの熱膨張量
から演算して求められたカムシャフトＣＳの温度（Ｔ）
の値に応じて、ＴＩＧトーチ４０及び処理速度を適性に
制御するようにしたため、従来から問題になっていたカ
ムシャフトＣＳの温度変化に起因するチル深さ・チル硬
さのばらつきを防止でき、カムシャフトＣＳの温度変化
にかかわらず常に一定のチル特性を有するカムを製造す
ることが出来る。In this way, the temperature (T) of the camshaft CS obtained by calculation from the thermal expansion amount of the camshaft CS
Since the TIG torch 40 and the processing speed are appropriately controlled according to the value of, it is possible to prevent variations in chill depth and chill hardness due to temperature change of the camshaft CS, which has been a problem in the past. It is possible to manufacture a cam having a constant chill characteristic regardless of the temperature change of the camshaft CS.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ワ
ーク熱膨張量を検出し、この検出値に基づいてトーチの
軸方向軸方向位置を調整しているので、トーチが被処理
部以外の部分を再溶融したり、被処理部に再溶融硬化処
理が施されない部分が生じたりすることはなく、被処理
部に正確に再溶融硬化処理を施すことができる。また、
ワーク温度に基づいてトーチのビーム出力若しくは処理
速度のいずれか若しくは両者を制御しているので、ワー
クの温度変化に起因するチル特性のばらつきを防止でき
る。As described above, according to the present invention, the thermal expansion amount of the work is detected, and the axial position of the torch in the axial direction is adjusted based on the detected value. It is possible to accurately perform the remelt-hardening treatment on the treated portion without remelting the portion and the portion where the remelt-hardening treatment is not performed on the treated portion. Also,
Since either or both of the beam output of the torch and the processing speed are controlled based on the work temperature, it is possible to prevent the chill characteristics from varying due to the temperature change of the work.
【図１】図１は、本発明の再溶融硬化処理装置の一実施
例を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a remelting / hardening treatment apparatus of the present invention.
【図２】図２は、ＴＩＧトーチとカムシャフトを示す斜
視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a TIG torch and a camshaft.
【図３】図３は、カムシャフトの熱膨張によりカムの位
置変位を示すカムシャフトの部分正面図である。FIG. 3 is a partial front view of the cam shaft showing a displacement of the cam due to thermal expansion of the cam shaft.
【図４】図４は、再溶融硬化処理を施すための再溶融硬
化処理の制御内容を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the control content of the remelting and curing process for performing the remelting and curing process.
【図５】図５は、再溶融硬化処理のトーチ出力及び処理
速度の制御内容を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing control contents of a torch output and a processing speed in the remelting and hardening process.
ＣＳ カムシャフト １ 吸気用カム ２ 排気用カム ２０ リミットスイッチ ３０ トーチ移動駆動装置 ４０ ＴＩＧトーチ ５０ 回転支持装置 CS camshaft 1 intake cam 2 exhaust cam 20 limit switch 30 torch movement drive device 40 TIG torch 50 rotation support device
Claims (2)
被処理部にトーチを用いて再溶融硬化処理を施す再溶融
硬化処理方法において、 上記ワークの軸方向の熱膨張量を検出し、 この熱膨張量の検出値に基づき上記トーチの軸方向位置
を調整すると共にワーク温度を演算し、 このワーク温度の演算値に基づいて上記トーチのビーム
出力若しくは処理速度のいずれか若しくは両者を制御す
るようにしたことを特徴とする再溶融硬化処理方法。1. A remelting / hardening treatment method for performing remelting / hardening treatment using a torch on a to-be-processed portion of a shaft-shaped work set at a predetermined position, wherein an amount of thermal expansion in the axial direction of the work is detected, The axial position of the torch is adjusted based on the detected value of the thermal expansion amount, and the work temperature is calculated, and either the beam output of the torch or the processing speed or both are controlled based on the calculated work temperature value. A remelting and hardening treatment method characterized by the above.
被処理部にトーチを用いて再溶融硬化処理を施す再溶融
硬化処理装置において、 上記ワークの軸方向の熱膨張量を検出する熱膨張量検出
手段と、 この熱膨張量検出手段により検出された検出値に基づき
上記トーチの軸方向位置を調整するトーチ位置調整手段
と、 上記熱膨張量検出手段により検出された検出値に基づき
ワーク温度を演算する温度演算手段と、 この温度演算手段によるワーク温度の演算値に基づいて
上記トーチのビーム出力若しくは処理速度のいずれか若
しくは両者を制御する制御手段とを有することを特徴と
する再溶融硬化処理装置。2. A remelting / hardening apparatus for performing a remelting / hardening treatment using a torch on a to-be-processed portion of a shaft-shaped work set at a predetermined position, wherein heat for detecting the amount of thermal expansion of the work in the axial direction is detected. Expansion amount detecting means, torch position adjusting means for adjusting the axial position of the torch based on the detection value detected by the thermal expansion amount detecting means, and workpiece based on the detection value detected by the thermal expansion amount detecting means Remelting, characterized by having temperature calculation means for calculating the temperature and control means for controlling either the beam output of the torch or the processing speed or both based on the calculated value of the work temperature by the temperature calculation means. Curing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24993291A JP3126435B2 (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Remelt hardening method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24993291A JP3126435B2 (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Remelt hardening method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586414A true JPH0586414A (en) | 1993-04-06 |
| JP3126435B2 JP3126435B2 (en) | 2001-01-22 |
Family
ID=17200321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24993291A Expired - Fee Related JP3126435B2 (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Remelt hardening method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3126435B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996003623A1 (en) * | 1994-07-22 | 1996-02-08 | Robert Bosch Gmbh | Device for measuring the quantity of a flowing medium |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP24993291A patent/JP3126435B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996003623A1 (en) * | 1994-07-22 | 1996-02-08 | Robert Bosch Gmbh | Device for measuring the quantity of a flowing medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3126435B2 (en) | 2001-01-22 |
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