JPH08218827A - Machining method for valve seat part of cylinder head - Google Patents

Machining method for valve seat part of cylinder head

Info

Publication number
JPH08218827A
JPH08218827A JP7028216A JP2821695A JPH08218827A JP H08218827 A JPH08218827 A JP H08218827A JP 7028216 A JP7028216 A JP 7028216A JP 2821695 A JP2821695 A JP 2821695A JP H08218827 A JPH08218827 A JP H08218827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder head
cutting
valve seat
different metal
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7028216A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Sakai
浩之 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP7028216A priority Critical patent/JPH08218827A/en
Publication of JPH08218827A publication Critical patent/JPH08218827A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE: To prevent breakage of a padded layer, or pitching of a cutting tool by adding a pre-stage cutting process for forming a flank work surface of a larger diameter than a guide surface of an applicable diameter to a cutting tool for a flank taper surface of a larger opening angle than a guide taper surface. CONSTITUTION: In machining of a valve seat part T of a cylinder head 1, in a pre-stage of a cutting process, a flank work surface a' of a larger diameter than a guide work surface (a) applicable to a rotation diameter of a cutting tool for a guide taper surface T3 and a flank taper surface T4 of a larger opening angle than an opening angle of the guide taper surface T3 is formed on the side of a suction air valve aperture 2 and a lower mating face 1a of an exhaust valve aperture 3. Breakage or generation of cracks at the time of cutting work to a padded layer 7 are thus prevented, and generating of pitching of the cutting itself can be prevented. Yield of products can thus be improved, and life of the cutting tool can be elongated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダヘッドのバル
ブ開口周縁に例えばレーザクラッド法により肉盛層を形
成し、該肉盛層にテーパ状のバルブシート面を加工する
ようにしたシリンダヘッドのバルブシート部の加工方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder head in which a build-up layer is formed on the periphery of a valve opening of a cylinder head by, for example, a laser cladding method, and a tapered valve seat surface is machined on the build-up layer. The present invention relates to a method for processing a valve seat portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、シリンダヘッドのバルブシート部
をレーザクラッド法により形成するようにしたものが提
案されている(例えば、特開昭62−150014号公
報,特開平4−123885号公報参照)。このレーザ
クラッド法は、図10に示すように、シリンダヘッド5
1のバルブ開口部52に環状の凹溝53を形成し、該凹
溝53内に金属粉末を供給しつつ該金属粉末にレーザ等
による高密度エネルギを照射して溶融するとともにこれ
をシリンダヘッドの自己冷却能で冷却し、これにより肉
盛層(異金属層)54を形成し、さらにこの肉盛層54
に切削加工を施してバルブシート部Tを形成するように
している。
2. Description of the Related Art In recent years, a valve seat portion of a cylinder head has been proposed which is formed by a laser clad method (see, for example, JP-A-62-150014 and JP-A-4-123885). . As shown in FIG. 10, this laser clad method uses a cylinder head 5
An annular groove 53 is formed in the valve opening 52 of No. 1, and while supplying metal powder into the groove 53, the metal powder is irradiated with high-density energy by a laser or the like to be melted, It is cooled by the self-cooling ability to form a build-up layer (different metal layer) 54.
The valve seat portion T is formed by cutting the above.

【0003】また上記バルブシート部Tを形成するにあ
たっては、バルブリフト時に吸気,排気ガスの流入,排
出がスムーズに行えるように、吸気,排気弁の軸芯Cに
対する開き角度が90度の第2テーパ面(バルブシート
面)T2の上流側,下流側に上記開き角度が30度の第
1テーパ面T1を、下流側に開き角度120度の第3テ
ーパ面T3を形成するのが一般的である。なお、第2テ
ーパ面T2にバルブのシール面が気密に当接する。
In forming the valve seat portion T, a second opening angle of 90 degrees with respect to the axis C of the intake and exhaust valves is provided so that intake and exhaust gases can smoothly flow in and out during valve lift. Generally, the first tapered surface T1 having an opening angle of 30 degrees is formed on the upstream side and the downstream side of the tapered surface (valve seat surface) T2, and the third tapered surface T3 having an opening angle of 120 degrees is formed on the downstream side. is there. The sealing surface of the valve is in airtight contact with the second tapered surface T2.

【0004】このような第1〜第3テーパ面T1〜T3
を切削加工する場合、従来、刃具ホルダにそれぞれ30
度,90度,120度バイトを同心円上に装着し、先ず
30度バイト,120度バイトを前進させてプランジカ
ットし、これにより第1,第3テーパ面T1,T3を同
時に形成する。この後、上記両バイトを0.2〜1mm
程度後退させ、この状態で90度バイトを前進させてト
ラバースカットし、これにより第2テーパ面T2を形成
するようにしている。
Such first to third tapered surfaces T1 to T3
Conventionally, when cutting, the tool holder has 30
Degrees, 90 degrees and 120 degrees bite are mounted on the concentric circles, and first, the 30 degree bite and 120 degree bite are advanced to perform plunge cutting, thereby forming the first and third tapered surfaces T1 and T3 at the same time. After this, both the above-mentioned cutting tools are 0.2-1mm
The tool is retracted about a degree, and in this state, the 90 degree bite is advanced to traverse cut, thereby forming the second tapered surface T2.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
加工方法では、図11に示すように、90度バイト61
でトラバースカットする際に肉盛層54を構成する硬質
粒子54aに欠けやクラックが発生し易く、場合によっ
ては製品不良となるという問題がある。また上記バイト
自身にピッチングが生じる場合があり、バイト寿命が短
いという問題がある。
However, in the above-mentioned conventional processing method, as shown in FIG.
There is a problem that the hard particles 54a constituting the overlay layer 54 are apt to be chipped or cracked when the traverse is cut, and the product may be defective in some cases. In addition, there is a problem that the above-mentioned cutting tool itself may be pitched, resulting in a short cutting tool life.

【0006】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、肉盛層(異金属層)の欠けやバイトのピッチ
ングを防止して製品不良を低減できるとともに、バイト
寿命を延長できるシリンダヘッドのバルブシート加工方
法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation. A cylinder capable of extending the life of the cutting tool while preventing chipping of the overlay layer (different metal layer) and pitching of the cutting tool to reduce product defects. It is an object of the present invention to provide a valve seat processing method for a head.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記硬質
粒子の欠けやクラックが生じる原因について検討したと
ころ、90度バイトで切削加工する際に120度バイト
が第3テーパ面の加工面aに接触し、この接触による振
動が90度バイトに伝わることによって生じていること
を見出し、この120度バイトの接触を回避することに
より上述の問題を解消できることに想到し、本発明を成
したものである。
The inventor of the present application has investigated the cause of the chipping and cracking of the hard particles, and when cutting with a 90-degree cutting tool, the 120-degree cutting tool has a third tapered surface a It was found that the above problem can be solved by avoiding the contact of the 120-degree bite, and the present invention has been achieved. Is.

【0008】請求項1の発明は、シリンダヘッドのバル
ブ開口の周縁にシリンダヘッド素材より高耐摩耗性かつ
高耐熱性材料からなる異金属層を形成する異金属層形成
工程と、上記異金属層に第1開き角度を有するテーパ状
のバルブシート面を形成するとともに、該バルブシート
面よりシリンダブロック合面寄りに、上記第1開き角度
より大きい第2開き角度を有するガイドテーパ面及び、
該ガイドテーパ面用切削工具に対応した径を有するガイ
ド面を切削加工する切削工程とを備えたシリンダヘッド
のバルブシート部の加工方法において、上記切削工程に
先立って、上記ガイドテーパ面よりさらにシリンダブロ
ック合面寄りに上記第2開き角度より大きい開き角度の
逃げテーパ面及び上記ガイド面より大径の逃げ加工面を
切削加工する前段切削工程を付加したことを特徴として
いる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a different metal layer forming step of forming a different metal layer made of a material having higher wear resistance and higher heat resistance than the cylinder head material on the periphery of the valve opening of the cylinder head, and the different metal layer. A tapered valve seat surface having a first opening angle, and a guide taper surface having a second opening angle larger than the first opening angle closer to the cylinder block mating surface than the valve seat surface,
In a method of processing a valve seat portion of a cylinder head, which comprises a cutting step of cutting a guide surface having a diameter corresponding to the guide taper surface cutting tool, prior to the cutting step, the cylinder is further cut from the guide tapered surface. It is characterized in that a pre-stage cutting step of cutting a flank taper surface having an opening angle larger than the second opening angle and a flank surface having a diameter larger than that of the guide surface is added near the block mating surface.

【0009】ここで、図10に示すように、上記第3テ
ーパ面T3にはシリンダヘッド51の素材と肉盛層54
との境界部56が位置しており、この境界部56には細
かい空洞が存在する場合がある。このような境界部56
を耐摩耗性の高いバイトで加工する場合、硬度のきわめ
て異なる部分を同一の切削条件で断続切削することとな
ることからバイト自身に欠けが生じる恐れがある。
Here, as shown in FIG. 10, the material of the cylinder head 51 and the overlay layer 54 are formed on the third taper surface T3.
There is a case where a boundary portion 56 is located and there is a fine cavity in the boundary portion 56. Such a boundary 56
When machining a tool with a high wear resistance, the tool itself may be chipped because intermittent cutting is performed under the same cutting conditions at portions with extremely different hardness.

【0010】そこで請求項2の発明は、上記シリンダヘ
ッドの素材と異金属層との境界部を上記逃げテーパ面内
に位置させたことを特徴としている。
Therefore, the invention of claim 2 is characterized in that the boundary portion between the material of the cylinder head and the different metal layer is located within the relief taper surface.

【0011】また請求項3の発明は、上記異金属成形工
程が、バルブ開口の周縁に環状の凹溝を形成し、該凹溝
内に異金属粉末を充填し、該異金属粉末に高密度エネル
ギーを照射することにより異金属層を形成するものであ
ることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the different metal forming step, an annular groove is formed in the peripheral edge of the valve opening, the different metal powder is filled in the groove, and the different metal powder has a high density. It is characterized in that a different metal layer is formed by irradiating energy.

【0012】[0012]

【作用】請求項1の発明に係るシリンダヘッドのバルブ
シート部の加工方法によれば、切削工程の前段階におい
て上記ガイドテーパ面より開き角度の大きい逃げテーパ
面及びガイドテーパ面用切削工具に対応する径のガイド
面より大径の逃げ加工面を形成する前段切削工程を付加
したので、バルブシート面の加工時に上記逃げテーパ面
及び逃げ加工面が逃げとなってガイドテーパ面用バイト
の接触を回避でき、よってバルブシート面加工用バイト
の振動を防止できる。その結果、バルブシート面加工用
バイトの動きがスムーズとなり、硬質粒子の欠けやバイ
ト自身のピッチングの発生を防止でき、ひいては製品歩
留まりを向上できるとともに、バイト寿命を延長でき
る。
According to the method of machining the valve seat portion of the cylinder head according to the invention of claim 1, it corresponds to the relief taper surface and the guide taper surface cutting tool having a larger opening angle than the guide taper surface in the preceding step of the cutting process. Since a pre-cutting process that forms a relief surface with a larger diameter than the guide surface with a diameter that is larger than that of the guide surface, the relief taper surface and the relief surface become relief when machining the valve seat surface This can be avoided, and vibration of the cutting tool for valve seat surface processing can be prevented. As a result, the motion of the valve seat surface processing tool becomes smooth, chipping of the hard particles and occurrence of pitching of the tool itself can be prevented, the product yield can be improved, and the tool life can be extended.

【0013】請求項2の発明では、シリンダヘッド素材
と異金属層との境界部を逃げテーパ面内に設定したの
で、ガイドテーパ面は全面が異金属層内に位置すること
となることから、境界部の空洞による断続切削を回避で
き、高耐摩耗性バイトを使用した場合の欠けを防止で
き、この点からもバイト寿命を延長できる。
According to the second aspect of the invention, since the boundary between the cylinder head material and the different metal layer is set in the escape taper surface, the entire guide taper surface is located in the different metal layer. Intermittent cutting due to cavities at the boundary can be avoided, chipping when using a high wear resistant bite can be prevented, and from this point the tool life can be extended.

【0014】また請求項3の発明では、異金属粉末が高
密度エネルギーによって溶融し、シリンダヘッド素材の
自己冷却能により急冷して異金属層が形成される。
According to the third aspect of the invention, the different metal powder is melted by high density energy and rapidly cooled by the self-cooling ability of the cylinder head material to form the different metal layer.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1ないし図9は、請求項1の発明の一実施
例によるシリンダヘッドのバルブシート部の加工方法を
説明するための図であり、図1は本実施例方法により形
成されたバルブシート部を示す断面図、図2〜図4は上
記実施例方法を説明するための工程図、図5(a)〜
(c)はそれぞれ上記実施例方法に採用される刃具ホル
ダを示す図、図6,図7は上記実施例の肉盛工程を説明
するための断面図、図8,図9は本実施例方法が適用さ
れたシリンダヘッドの断面図,底面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 9 are views for explaining a method of processing a valve seat portion of a cylinder head according to an embodiment of the invention of claim 1, and FIG. 1 shows a valve seat portion formed by the method of this embodiment. Sectional views shown in FIGS. 2 to 4 are process drawings for explaining the method of the above embodiment, and FIGS.
(C) is a view showing a cutting tool holder adopted in the method of the above embodiment, FIGS. 6 and 7 are sectional views for explaining the build-up process of the above embodiment, and FIGS. 8 and 9 are the methods of this embodiment. 3A and 3B are a sectional view and a bottom view of a cylinder head to which is applied.

【0016】図8,図9において、1は本実施例方法で
形成されたバルブシート部を有するアルミダイキャスト
製のシリンダヘッドであり、該シリンダヘッド1の下合
面1aには図示しないシリンダブロック,上合面1bに
はヘッドカバーが接続される。このシリンダヘッド1の
下合面1aには燃焼室を構成する燃焼凹部1cが凹設さ
れており、該凹部1cには3つの吸気弁開口2と2つの
排気弁開口3が形成されている。この吸気弁開口2は吸
気ポート4によりシリンダヘッド1の一側壁に、また排
気弁開口3は排気ポート5により他側壁にそれぞれ導出
されている。
In FIGS. 8 and 9, 1 is a cylinder head made of aluminum die cast having a valve seat portion formed by the method of this embodiment, and a cylinder block (not shown) is provided on the lower mating surface 1a of the cylinder head 1. A head cover is connected to the upper mating surface 1b. A combustion recess 1c forming a combustion chamber is recessed in the lower mating surface 1a of the cylinder head 1, and three intake valve openings 2 and two exhaust valve openings 3 are formed in the recess 1c. The intake valve opening 2 is led out to one side wall of the cylinder head 1 by the intake port 4, and the exhaust valve opening 3 is led out to the other side wall by the exhaust port 5.

【0017】上記吸気弁開口2,排気弁開口3には後述
する加工方法によってバルブシート部Tが形成されてい
る。このバルブシート部Tは、開口2,3の軸芯(バル
ブ軸芯)Cに対する開き角度が30度の第1テーパ面
(上流側ガイドテーパ面)T1,90度の第2テーパ面
(バルブシート面)T2,120度の第3テーパ面(下
流側ガイドテーパ面)T3から構成されており、この第
2テーパ面T2に図示しない吸気,排気バルブのシール
面が気密に当接するようになっている。
A valve seat portion T is formed in the intake valve opening 2 and the exhaust valve opening 3 by a processing method described later. The valve seat portion T includes a first taper surface (upstream guide taper surface) T1 having an opening angle of 30 degrees with respect to the shaft center (valve shaft core) C of the openings 2 and 3 and a second taper surface (valve seat) having an opening angle of 90 degrees. Surface) T2, a third taper surface (downstream guide taper surface) T3 of 120 degrees, and the sealing surfaces of the intake and exhaust valves (not shown) come into airtight contact with the second taper surface T2. There is.

【0018】また、上記バルブシート部Tは肉盛層7と
シリンダヘッド素材とで構成されている。該肉盛層7は
例えば銅合金,モリブデン合金,タングステン合金等に
より構成されており、後述するレーザクラッド法により
肉盛成形されたものである。
The valve seat portion T is composed of a built-up layer 7 and a cylinder head material. The overlay layer 7 is made of, for example, a copper alloy, a molybdenum alloy, a tungsten alloy, or the like, and is overlay-molded by a laser clad method described later.

【0019】ここで、上記第2テーパ面T2については
その全てが上記肉盛層7で構成されており、一方、上記
第1,第3テーパ面T1,T3については、その大部分
は肉盛層7で、残りはシリンダヘッド素材で構成されて
いる。換言すれば、上記第1テーパ面T1及び第3テー
パ面T3における肉盛層7の占める内周面積の該第1,
第3テーパ面T1,T3全体の内周面積に対する比率A
1/A,A1´/A´は50%以上となっている。この
ように肉盛層7の面積をテーパ面の全面積の50%以上
とすることによって切削工程におけるバイトの加工条件
を最適に設定することが可能となり、それだけ加工精
度,及びバイト寿命を向上できる。
Here, the second taper surface T2 is entirely constructed by the overlay layer 7, while most of the first and third taper surfaces T1 and T3 are overlay. Layer 7, the rest being composed of cylinder head material. In other words, the first and third inner peripheral areas occupied by the overlay layer 7 on the first tapered surface T1 and the third tapered surface T3 are
Ratio A to the inner peripheral area of the entire third tapered surface T1, T3
1 / A and A1 '/ A' are 50% or more. By setting the area of the overlay layer 7 to be 50% or more of the total area of the tapered surface in this way, it becomes possible to optimally set the processing conditions of the cutting tool in the cutting process, and the processing accuracy and the cutting tool life can be improved accordingly. .

【0020】なお、上記シリンダヘッド素材の内周面積
の全内周面積に対する比率A2/A,A2´/A´を5
0%以上とすることにより、つまり何れか一方の面積を
50%以上とすることによっても上記加工を安定化でき
るが、硬度の高い肉盛層7の占める面積を大きくするの
がより望ましい。一方、エンジンの使用時においては、
肉盛層7の占める面積を小さくする、つまりA1/A,
A1´/A´の比率を小さくするのが望ましい。このよ
うにするほど肉盛層7の剥離を防止できる。これは肉盛
層7はシリンダヘッド素材に比べて線膨張係数が小さい
ので、A1/A,A1´/A´が大きくなるほど境界層
部分に生じる応力が大きくなるためであると考えられ
る。
The ratio A2 / A, A2 '/ A' of the inner peripheral area of the cylinder head material to the total inner peripheral area is 5
The above processing can be stabilized by setting it to 0% or more, that is, setting the area of either one to 50% or more, but it is more desirable to increase the area occupied by the hardfacing layer 7 having high hardness. On the other hand, when using the engine,
The area occupied by the overlay layer 7 is reduced, that is, A1 / A,
It is desirable to reduce the ratio of A1 '/ A'. With such a structure, peeling of the overlay layer 7 can be prevented. It is considered that this is because the build-up layer 7 has a smaller linear expansion coefficient than that of the cylinder head material, and thus the larger the A1 / A and A1 ′ / A ′, the greater the stress generated in the boundary layer portion.

【0021】そして上記吸気弁開口2,排気弁開口3の
下合面1a側寄りには、第3テーパ面T3の開き角度よ
り大きい開き角度の第4テーパ面(逃げテーパ面)T4
及び上記第3テーパ面T3用バイトの回転径に対応した
ガイド加工面aより大径の逃げ加工面a´が形成されて
いる。具体的にはT4の開き角度は140度で、加工面
a´は120度用の加工面aの径より0.6mm程度大
きくなるように設定されている(図1参照)。このよう
に第4テーパ面(逃げテーパ面)T4及び逃げ加工面a
´を形成したことにより、上記肉盛層7の切削加工時に
おける欠けやクラックの発生を防止でき、また吸気の流
入や排気の流出をスムーズに行うことができ、ガスの交
換効率の向上を図ることができる。
A fourth taper surface (escape taper surface) T4 having an opening angle larger than the opening angle of the third taper surface T3 is provided near the lower mating surface 1a side of the intake valve opening 2 and the exhaust valve opening 3.
Further, a relief processing surface a'having a larger diameter than the guide processing surface a corresponding to the rotation diameter of the third taper surface T3 bite is formed. Specifically, the opening angle of T4 is 140 degrees, and the processing surface a'is set to be larger than the diameter of the processing surface a for 120 degrees by about 0.6 mm (see FIG. 1). In this way, the fourth taper surface (escape taper surface) T4 and the relief surface a
By forming ′ ′, it is possible to prevent the occurrence of chips and cracks during the cutting process of the overlay layer 7, and it is possible to smoothly perform the inflow of the intake air and the outflow of the exhaust gas, thereby improving the gas exchange efficiency. be able to.

【0022】次に本実施例の特徴をなすバルブシート部
の形成方法について説明する。本実施例方法は、肉盛工
程,前段切削工程,切削工程からなり、以下、各工程を
順次説明する。
Next, a method of forming the valve seat portion, which is a feature of this embodiment, will be described. The method of this embodiment comprises a build-up process, a pre-stage cutting process, and a cutting process, and each process will be described below in order.

【0023】1.肉盛工程 まず、アルミダイキャスト法により図6に二点鎖線で示
す形状に製造されたシリンダヘッド素材1´に同図に実
線で示す切削加工を施して環状の凹溝10を形成する。
この場合、凹溝10の頂部10aは後加工で除去できる
範囲でできるだけ厚肉に設定するのが望ましい。この頂
部10aを薄くするとレーザ処理時に素材1´のアルミ
が溶け込んでピンホールの原因となるおそれがある。ま
た上記加工時に刃具がびびらないように凹溝10にはで
きるだけテーパ面を設定しないようにするのが望まし
い。
1. Overlaying process First, the cylinder head material 1'manufactured by the aluminum die casting method in the shape shown by the chain double-dashed line in FIG. 6 is subjected to the cutting process shown by the solid line in the figure to form the annular recessed groove 10.
In this case, it is desirable that the top portion 10a of the recessed groove 10 be as thick as possible within a range that can be removed by post-processing. If the top portion 10a is thinned, the aluminum of the material 1'may be melted during the laser processing to cause a pinhole. Further, it is desirable to set the tapered surface in the concave groove 10 as little as possible so that the cutting tool will not chatter during the above processing.

【0024】次に、上記頂部10aを上方に向けた状態
で上記凹溝10内に図示しないノズルにより銅合金粉末
を供給しつつ、該合金粉末にレーザを照射して溶融す
る。この溶融された合金はシリンダヘッド素材1´によ
る自己冷却能によって急冷されることとなり、これによ
り肉盛層7が形成される。なお、図7に示す二点鎖線は
後述の切削工程での仕上げ加工線である。
Next, while supplying the copper alloy powder into the groove 10 with a nozzle (not shown) with the top 10a facing upward, the alloy powder is irradiated with a laser to be melted. The melted alloy is rapidly cooled by the self-cooling ability of the cylinder head material 1 ', whereby the buildup layer 7 is formed. The two-dot chain line shown in FIG. 7 is a finish processing line in the cutting step described later.

【0025】2.前段切削工程 この前段切削工程は、図2に示すように、エンドミル1
1を用いて上記シリンダヘッド素材1´のバルブシート
部に切削加工を施して140度の開き角度の第4テーパ
面4,及び120度用加工面aの径より0.6mm程度
大きい逃げ加工面a´を形成する。この場合、上記エン
ドミル11で吸気,排気開口2,3を連続して加工する
ことも可能である。
2. Pre-stage cutting process This pre-stage cutting process is performed by the end mill 1 as shown in FIG.
1 is used to cut the valve seat portion of the cylinder head material 1 ′, and the relief processing surface is about 0.6 mm larger than the diameter of the fourth taper surface 4 having an opening angle of 140 degrees and the processing surface a for 120 degrees. a'is formed. In this case, the intake and exhaust openings 2 and 3 can be continuously processed by the end mill 11.

【0026】3.切削工程 本切削工程で採用される刃具ホルダ15は、図5(a)
〜(c)に示すように、主軸装置(図示せず)によって
進退自在に支持されかつモータで回転駆動されるように
なっている。該刃具ホルダ15には所定角度ごとに30
度加工用バイト16,120度加工用バイト17,及び
90度加工用バイト18が装着されており、該90度バ
イト18は上記刃具ホルダ15に対して軸方向に相対移
動する送り部材19に配設されている。ここで、上記各
バイトには耐摩耗性の向上を図るためにCBNバイトが
採用されている。
3. Cutting process The cutting tool holder 15 used in this cutting process is shown in FIG.
As shown in (c) to (c), the main shaft device (not shown) is supported so as to be movable back and forth, and is rotationally driven by a motor. The blade holder 15 has a predetermined angle of 30
A degree machining bit 16, a 120 degree machining bit 17, and a 90 degree machining bit 18 are mounted, and the 90 degree bite 18 is arranged on a feed member 19 that moves relative to the cutting tool holder 15 in the axial direction. It is set up. Here, a CBN bite is adopted for each of the above-mentioned bits in order to improve wear resistance.

【0027】そして上記送り部材19を後退させた状態
で刃具ホルダ15をシリンダヘッド素材1´の開口2,
3内に挿入し、まず30度バイト16,120度バイト
17を前進させてプランジ加工を施し、これにより第1
テーパ面T1,第3テーパ面T3を同時に形成する。こ
のプランジ加工後、両バイト16,17を0.2mm程
度後退させる(図3参照)。
Then, with the feed member 19 retracted, the blade holder 15 is inserted into the opening 2 of the cylinder head blank 1 '.
No. 3 insert, first 30 degree bit 16 and 120 degree bit 17 are advanced to make plunge work.
The tapered surface T1 and the third tapered surface T3 are simultaneously formed. After this plunge processing, both cutting tools 16 and 17 are retracted by about 0.2 mm (see FIG. 3).

【0028】次いで、上記送り部材19を前進させて9
0度バイト18でトラバース加工を施し、これにより第
2テーパ面T2を形成する。この場合、120度加工用
バイトの回転径と逃げ加工面a´との間には0.3mm
程度の隙間が確保されていることから、120度バイト
17が接触することはなく、90度バイト18の動きを
スムーズに行うことができる。このようにして上述のシ
リンダヘッド1のバルブシート部Tが形成される(図1
参照)。
Then, the feeding member 19 is advanced to move to 9
A traverse process is performed by the 0 degree cutting tool 18 to form the second tapered surface T2. In this case, 0.3 mm is provided between the turning diameter of the 120-degree machining tool and the relief machining surface a '.
Since a certain degree of clearance is secured, the 120-degree cutting tool 17 does not come into contact with the 90-degree cutting tool 18, and the movement of the 90-degree cutting tool 18 can be performed smoothly. In this way, the valve seat portion T of the cylinder head 1 described above is formed (see FIG. 1).
reference).

【0029】このように本実施例方法によれば、切削工
程の前段切削工程において、140度の開き角度を有す
る第4テーパ面T4及び120度バイトの回転径より大
径の逃げ加工面a´を形成したので、120度バイト1
7の加工面への接触による振動が90度バイト18に伝
わることはない。その結果、肉盛層7の硬質粒子が欠け
たり,バイト自身にピッチングが発生したりするのを防
止でき、ひいては製品歩留まりを向上できるとともに、
バイト寿命を延長できる。
As described above, according to the method of this embodiment, in the pre-cutting step of the cutting step, the fourth taper surface T4 having an opening angle of 140 degrees and the relief surface a'having a diameter larger than the rotation diameter of the 120-degree cutting tool. Since it was formed, 120 degree byte 1
The vibration due to the contact of 7 with the processed surface is not transmitted to the 90-degree cutting tool 18. As a result, it is possible to prevent the hard particles of the build-up layer 7 from being chipped, and to prevent pitting from occurring in the cutting tool itself, thereby improving the product yield and
The tool life can be extended.

【0030】次に請求項2の発明の一実施例について説
明する。本実施例は、図1に示すように、シリンダヘッ
ド1の素材と肉盛層7´との境界部9´が第4テーパ面
T4に位置するように構成されている。これにより第3
テーパ面T3はこれの全面が肉盛層7´内に位置してい
る。
Next, an embodiment of the invention of claim 2 will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a boundary portion 9'between the material of the cylinder head 1 and the overlay layer 7'is located on the fourth tapered surface T4. This makes the third
The entire tapered surface T3 is located in the overlay layer 7 '.

【0031】このように本実施例では、シリンダヘッド
1のアルミ素材と肉盛層7´との境界部9が第4テーパ
面T4内に位置するように肉盛層7´を延長形成したの
で、CBNバイトにより第3テーパ面T3を加工する際
の欠けを防止でき、バイト寿命を延長できる。ここで、
上記第4テーパ面T4は、エンドミル11による加工で
あることから、欠けの問題はそれほど生じない。
As described above, in this embodiment, the build-up layer 7'is extended so that the boundary portion 9 between the aluminum material of the cylinder head 1 and the build-up layer 7'is located within the fourth tapered surface T4. , CBN tool can prevent chipping when processing the third tapered surface T3, and extend the tool life. here,
Since the fourth tapered surface T4 is processed by the end mill 11, the problem of chipping does not occur so much.

【0032】なお、上記実施例では、異金属層をレーザ
クラッド法で形成した場合を説明したが、本発明の異金
属層はシートリングを圧入,接合する等、各種の方法で
形成可能である。
In the above embodiment, the case where the different metal layer is formed by the laser clad method has been described, but the different metal layer of the present invention can be formed by various methods such as press fitting and joining of a seat ring. .

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明に係るシリ
ンダヘッドのバルブシート部の加工方法によれば、切削
工程の前段階として、ガイドテーパ面より開き角度の大
きい逃げテーパ面及びガイドテーパ面用工具に対応した
ガイド加工面より大径の逃げ加工面を切削加工する前段
切削工程を付加したので、切削工程時の欠けやバイト自
身のピッチングの発生を防止でき、それだけ製品歩留ま
りを向上できるとともにバイト寿命を延長できる効果が
ある。
As described above, according to the method of machining the valve seat portion of the cylinder head according to the invention of claim 1, as a pre-stage of the cutting process, the relief taper surface and the guide taper having an opening angle larger than that of the guide taper surface. Since a pre-stage cutting process that cuts a relief surface with a larger diameter than the guide surface corresponding to the surface tool is added, it is possible to prevent chipping during the cutting process and pitching of the cutting tool itself, which can improve the product yield accordingly. At the same time, it has the effect of extending the tool life.

【0034】請求項2の発明では、シリンダヘッドの素
材と異金属層との境界部を逃げテーパ面内に位置させた
ので、断続切削によるバイトの欠けを防止でき、バイト
寿命を延長できる効果があり、また請求項3の発明で
は、異金属層の形成が容易確実である。
According to the second aspect of the present invention, since the boundary between the material of the cylinder head and the different metal layer is located in the relief taper surface, chipping of the cutting tool due to intermittent cutting can be prevented, and the tool life can be extended. According to the invention of claim 3, the formation of the different metal layer is easy and reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるシリンダヘッドのバル
ブシート部の加工方法を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of processing a valve seat portion of a cylinder head according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例方法の前段切削工程を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a pre-stage cutting step of the method of the embodiment.

【図3】上記実施例方法の30度,120度バイトによ
る切削工程を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a cutting process using a 30-degree and 120-degree cutting tool in the method of the embodiment.

【図4】上記実施例方法の90度バイトによる切削工程
を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a cutting process using a 90-degree cutting tool in the method of the above embodiment.

【図5】上記切削工程に採用される刃具ホルダを示す図
である。
FIG. 5 is a view showing a cutting tool holder used in the cutting process.

【図6】上記実施例方法の肉盛工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a build-up process of the above-described method of the embodiment.

【図7】上記実施例方法の肉盛工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a build-up process of the method of the above-mentioned embodiment.

【図8】上記実施例方法が適用されたシリンダヘッドの
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a cylinder head to which the method of the above embodiment is applied.

【図9】上記実施例方法が適用されたシリンダヘッドの
底面図である。
FIG. 9 is a bottom view of a cylinder head to which the method of the above embodiment is applied.

【図10】従来の加工方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a conventional processing method.

【図11】従来方法による問題点を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a problem with the conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダヘッド 7,7´ 肉盛層(異金属層) a ガイド加工面 a´ 逃げ加工面 T バルブシート部 T2 第2テーパ面(バルブシート面) T3 第3テーパ面(ガイドテーパ面) T4 第4テーパ面(逃げテーパ面) 1 Cylinder head 7,7 'Overlay layer (different metal layer) a Guide processing surface a'Escape processing surface T Valve seat part T2 2nd taper surface (valve seat surface) T3 3rd taper surface (guide taper surface) T4 4 taper surface (escape taper surface)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドのバルブ開口の周縁にシ
リンダヘッド素材より高耐摩耗性かつ高耐熱性材料から
なる異金属層を形成する異金属層形成工程と、上記異金
属層に第1開き角度を有するテーパ状のバルブシート面
を形成するとともに、該バルブシート面よりシリンダブ
ロック合面寄りに、上記第1開き角度より大きい第2開
き角度を有するガイドテーパ面及び、該ガイドテーパ面
用切削工具に対応した径を有するガイド面を切削加工す
る切削工程とを備えたシリンダヘッドのバルブシート部
の加工方法において、上記切削工程に先立って、上記ガ
イドテーパ面よりさらにシリンダブロック合面寄りに上
記第2開き角度より大きい開き角度の逃げテーパ面及び
上記ガイド面より大径の逃げ加工面を切削加工する前段
切削工程を付加したことを特徴とするシリンダヘッドの
バルブシート部の加工方法。
1. A different metal layer forming step of forming a different metal layer made of a material having higher wear resistance and heat resistance than a cylinder head material on the periphery of a valve opening of the cylinder head, and a first opening angle for the different metal layer. And a guide taper surface having a second opening angle larger than the first opening angle, which is closer to the cylinder block mating surface than the valve seat surface, and a cutting tool for the guide taper surface. In a method of processing a valve seat portion of a cylinder head, which comprises a cutting step of cutting a guide surface having a diameter corresponding to the above, prior to the cutting step, the first portion is provided closer to the cylinder block mating surface than the guide taper surface. 2 A pre-cutting step was added to cut the relief taper with an opening angle larger than the opening angle and the relief surface with a larger diameter than the guide surface. A method of processing a valve seat portion of a cylinder head, which is characterized in that
【請求項2】 請求項1において、上記シリンダヘッド
の素材と異金属層との境界部を上記逃げテーパ面内に位
置させたことを特徴とするシリンダヘッドのバルブシー
ト部の加工方法。
2. The method of processing a valve seat portion of a cylinder head according to claim 1, wherein a boundary portion between the material of the cylinder head and the different metal layer is located within the relief taper surface.
【請求項3】 請求項1または2において、上記異金属
成形工程が、バルブ開口の周縁に環状の凹溝を形成し、
該凹溝内に異金属粉末を充填し、該異金属粉末に高密度
エネルギーを照射することにより異金属層を形成するも
のであることを特徴とするシリンダヘッドのバルブシー
ト部の加工方法。
3. The method according to claim 1 or 2, wherein the different metal forming step forms an annular groove on the periphery of the valve opening,
A method for processing a valve seat portion of a cylinder head, comprising: filling a different metal powder into the groove and irradiating the different metal powder with high density energy to form a different metal layer.
JP7028216A 1995-02-16 1995-02-16 Machining method for valve seat part of cylinder head Withdrawn JPH08218827A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7028216A JPH08218827A (en) 1995-02-16 1995-02-16 Machining method for valve seat part of cylinder head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7028216A JPH08218827A (en) 1995-02-16 1995-02-16 Machining method for valve seat part of cylinder head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08218827A true JPH08218827A (en) 1996-08-27

Family

ID=12242444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7028216A Withdrawn JPH08218827A (en) 1995-02-16 1995-02-16 Machining method for valve seat part of cylinder head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08218827A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019157837A (en) * 2018-03-16 2019-09-19 トヨタ自動車株式会社 cylinder head

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019157837A (en) * 2018-03-16 2019-09-19 トヨタ自動車株式会社 cylinder head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3373317B2 (en) Valve seat structure of cylinder head
US9643265B2 (en) Method and tool for producing a surface of predetermined roughness
KR20170135687A (en) Method of manufacturing a component of a rotary machine and component manufactured using said method
JP2009255288A (en) Method for aerodynamically shaping front edge of blisk blade
JP2004132375A (en) Method for machining blade slot
US6935817B2 (en) Airfoil machining using cup tool
US6564457B2 (en) Machining method of valve seat with laser-clad metal
JPH08218827A (en) Machining method for valve seat part of cylinder head
Bleicher et al. Wear reduction on cutting inserts by additional internal cooling of the cutting edge
EP3192603A1 (en) A method for machining a top side of an engine block
JP2010046733A (en) Thread milling cutter
JP5575991B2 (en) Method for manufacturing a valve for an internal combustion engine
JP5294589B2 (en) Valve seat forming method and cylinder head
JP3775103B2 (en) Valve seat machining method for cylinder head
JPH08177421A (en) Valve seat and its manufacture
RU2754861C2 (en) Circular saw for metal cutting
JP6453945B2 (en) Machining part manufacturing method, cutting device and cutting method
JPH08192305A (en) Throwaway tip and manufacture thereof
JPH08224682A (en) Method for machining valve seat in cylinder head
JPH10339117A (en) Buildup valve seat of engine and manufacture therefor
JP6287881B2 (en) Valve seat processing method
EP1222981B1 (en) Engine cylinder block manufacture
JPH07178611A (en) Face cutter and method of cutting workpiece
JP2005238349A (en) Method of manufacturing dry processing tool and dry processing drill
JP2004278450A (en) Method of manufacturing gas supply/discharge valve for engine, and chuck used for the same

Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20040525