KR100449120B1 - Method for manufacturing the valve tappet of automotive engine valve - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 엔진 밸브의 밸브 태핏을 보다 저렴하며 용이하게 제조하기 위한 방법이며 종래의 밸브 태핏 제조 방법에 있어서, 일반적인 크롬 몰리브덴강 재질은 스탬핑 공정상의 드로잉 작업의 적용이 곤란하였던 점을 극복한 신기술에 관한 것이다.The present invention is a method for manufacturing a valve tappet of an engine valve for an automobile more inexpensively and easily. In the conventional method for manufacturing a valve tappet, a general chromium molybdenum steel material overcomes the difficulty in applying a drawing operation in a stamping process. It's about new technology.
본 발명에 따른 밸브 태핏 제조 방법은 롤 형태로 감겨진 원자재를 연질화시키도록 풀림 처리를 수행하는 단계; 롤 형태로 감겨져 있는 원자재를 풀어 일정한 형상으로 블랭킹한 뒤, 드로잉하여 컵 형상의 밸브 태핏 부재로 성형하는 단계; 컵 형상의 밸브 태핏 부재의 하부면을 부분적으로 가압하여 밸브 태핏 부재의 접촉 돌기부를 형성하는 단계; 접촉 돌기부가 형성된 밸브 태핏 부재를 소정의 두께 만큼 단계적으로 가압하여 최종 형태의 밸브 태핏 부재로 성형하는 스탬핑 단계; 최종 형태의 밸브 태핏 부재에 내마모성 및 인성을 부여하기 위한 열처리 단계; 열처리된 최종 형태의 밸브 태핏 부재를 연마하는 단계; 및 밸브 태핏 부재를 검사하여 출시하는 단계로 이루어진다.Valve tappet manufacturing method according to the present invention comprises the steps of performing an annealing treatment to soften the raw material wound in the form of a roll; Unwinding the raw material wound in the form of a roll and blanking it in a predetermined shape, and then drawing and forming the cup tapper member into a cup shape; Partially pressing a lower surface of the cup tappet member to form a contact protrusion of the valve tappet member; Stamping a step of pressing the valve tappet member in which the contact protrusion is formed by a predetermined thickness to form a valve tappet member of a final shape; A heat treatment step for imparting wear resistance and toughness to the valve tappet member of the final form; Polishing the valve tappet member of the heat-treated final form; And inspecting and releasing the valve tappet member.
Description
본 발명은 자동차의 엔진에 설치되는 엔진 밸브의 밸브 태핏에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 밸브의 밸브 태핏을 보다 저렴하며 용이하게 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a valve tappet of an engine valve installed in an engine of a motor vehicle, and more particularly, to a method for manufacturing a valve tappet of an engine valve at a lower cost and easier.
일반적으로, 자동차의 엔진은 폭발력을 회전 운동으로 변환시켜 자동차를 구동시킨다. 이러한 엔진은 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 1 사이클로 하는 운동을 통해 폭발력을 발생시키고, 이러한 행정들의 연속 동작을 달성하기 위해 엔진에는 흡/배기 장치, 연료 공급 장치, 냉각 장치, 윤활 장치 등이 필요하다.In general, the engine of a car drives the car by converting the explosive force into rotational motion. These engines generate explosive force through one cycle of intake, compression, explosion, and exhaust stroke, and in order to achieve continuous operation of these strokes, the engine includes intake / exhaust, fuel supply, cooling, and lubrication. need.
이중에서, 흡/배기 장치는 연소실 상부에 설치된 흡/배기 밸브를 개폐함으로써, 연소실에 공기 및 연료를 공급하면서 연소실 내의 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 실질적으로 제어한다. 여기서, 엔진은 혼합기가 흡기 밸브가 개방됨에 따라 연소실 내부로 유입됨과 동시에, 피스톤이 이를 압축하고 점화 플러그에 의해 혼합기를 폭발시키고, 폭발후 흡기 밸브는 밀폐되고 배기 밸브가 개방되어 연소가스가 연소실 외부로 방출된다.In particular, the intake / exhaust device opens and closes the intake / exhaust valves installed in the combustion chamber, thereby substantially controlling the intake, compression, explosion, and exhaust strokes in the combustion chamber while supplying air and fuel to the combustion chamber. Here, the engine is introduced into the combustion chamber as the mixer is opened as the intake valve is opened, at the same time the piston compresses it and explodes the mixer by the spark plug, after the explosion, the intake valve is sealed and the exhaust valve is opened so that the combustion gas is outside the combustion chamber. Is released.
이러한 흡/배기 밸브 등과 같은 자동차용 엔진 밸브를 구동시키기 위한 밸브개폐 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 캠축(1) 상에 설치된 다수의 캠(2)과, 캠(2)과 면접촉하며 캠(2)의 회전 운동에 따라 시소 운동을 하는 로커암(3)과, 로커암(3)의 시소 운동에 의해 상, 하 직선운동을 하는 밸브 태핏(4)과, 밸브 태핏(4)의 하부에 설치되어 연소실(5) 내부를 개폐시키는 밸브(6)를 포함한다.The valve opening and closing device for driving an engine valve for an automobile, such as an intake / exhaust valve, is in surface contact with a plurality of cams 2 installed on the cam shaft 1 and the cams 2, as shown in FIG. The rocker arm 3 performs the seesaw motion according to the rotational movement of the cam 2, the valve tappet 4 and the valve tappet 4 performing the linear motion of up and down by the seesaw motion of the rocker arm 3, and the valve tappet 4 It is installed in the lower portion includes a valve (6) for opening and closing the interior of the combustion chamber (5).
여기서, 밸브 태핏(4)은 크라운부(crown section, 4a)와, 크라운부(4a)의 내부 중앙부분에 형성되어 밸브(6)의 스템 단부(6a)와 접촉하는 접촉 돌기부(4b)와, 크라운부(4a)의 측면을 이루는 스커트부(skirt section, 4c)를 포함한다.Here, the valve tappet 4 has a crown section 4a, a contact protrusion 4b formed in the inner central portion of the crown section 4a and contacting the stem end 6a of the valve 6, A skirt section 4c forming the side of the crown portion 4a is included.
한편, 이러한 밸브 태핏을 제조하는 종래의 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 크롬 몰리브덴 강(SCM) 재질의 롤 형태로 감겨진 환봉의 원자재를 연질화시키는 풀림 처리 단계(S1); 롤 형태로 감겨져 있는 환봉의 원자재를 절단하여(S2); 소정의 두께 및 무게를 가진 슬러그(slug)로 가공하는 단계(S3); 이러한 슬러그의 표면상에 인산 아연 피막(윤활 피막)을 피복시키는 제 1차 본데라이징(bonderizing)처리 단계(S4); 본데라이징 처리된 슬러그를 기초 형태의 밸브 태핏 부재로 압축 성형하는 제 1차 냉간 단조 및 프레스 단계(S5); 이러한 기초 형태의 밸브 태핏 부재를 다시 풀림 처리하여 연질화시키는 제 2차 풀림 처리단계(S6); 이러한 연질화된 기초 형태의 밸브 태핏 부재의 표면 상에 다시 인산 아연 피막(윤활 피막)을 피복시키는 제 2차 본데라이징 처리단계(S7); 제 2차 본데라이징 처리가 된 중간 형태의 밸브 태핏 부재를 중간 형태의 밸브 태핏 부재로 압축 성형하는 제 2차 냉간 단조 및 프레스 단계(S8); 선반, 밀링 등과 같은 각종 공작 기계를 통해 중간 형태의 밸브 태핏 부재의 내, 외경 치수를 정밀하게 연삭하는 연삭단계(S9); 내마모성및 인성을 부여하기 위한 열처리 단계(S10); 열처리된 밸브 태핏 부재를 각종 연마 기구에 의해 연마하는 연마 단계(S11); 및 밸브 태핏 전체를 세정, 방청처리하고, 검사 후 출하하는 단계(S12)로 이루어진다.On the other hand, the conventional method for manufacturing such a valve tappet, as shown in Figure 2, an annealing treatment step (S1) of softening the raw material of the round bar wound in the form of a roll of chromium molybdenum steel (SCM) material; Cutting the raw material of the round bar wound in the form of a roll (S2); Processing into a slug having a predetermined thickness and weight (S3); A first bonderizing treatment step (S4) of coating a zinc phosphate film (lubrication film) on the surface of the slug; A first cold forging and pressing step S5 of compression molding the bonded slag into a valve tappet member of a basic form; A second loosening step (S6) of softening by loosening the valve tappet member of the basic shape again; A second bonding step (S7) of coating the zinc phosphate coating (lubricating coating) on the surface of the softened basic valve tappet member; A second cold forging and pressing step (S8) of compression molding the valve tappet member of the intermediate type subjected to the second bondage treatment to the valve tappet member of the intermediate type; Grinding step (S9) for precisely grinding the inner and outer diameter dimensions of the valve tappet member of the intermediate form through a variety of machine tools, such as lathes, milling; Heat treatment step S10 for imparting wear resistance and toughness; A polishing step (S11) of polishing the heat-treated valve tappet member by various polishing mechanisms; And the step of washing the entire valve tappet, rust preventive treatment, and shipped after inspection (S12).
한편, 본데라이징 처리는 소성 가공 공정에 있어서, 가공의 용이성 향상, 늘어붙음의 방지를 위해, 원소재의 표면상에 인산 아연 피막(윤활 피막)을 형성시키는 처리과정이다.On the other hand, in the plastic working step, the bonding treatment is a processing step of forming a zinc phosphate film (lubrication film) on the surface of the raw material in order to improve the ease of processing and to prevent sticking.
하지만, 상기와 같은 밸브 태핏의 제조방법은 초기 공정상에 소요되는 환봉 절단, 슬러그 가공, 및 후가공 공정 상에 소요되는 전체 연삭 가공을 거듭 수행하기 위하여 선반, 밀링 등과 같은 각종 공작 기계를 이용함으로써, 제조 공정의 증가를 피할 수 없고, 작업 능률의 저하를 초래할 뿐만 아니라, 각종 설비비가 증가하여 제작 단가의 상승을 초래하는 문제점이 있었다.However, the method of manufacturing a valve tappet as described above uses various machine tools such as lathes, milling, etc. to repeatedly perform round bar cutting, slug processing, and overall grinding processing required for the post-processing process. There is a problem that an increase in the manufacturing process is inevitable, not only leads to a decrease in work efficiency, but also an increase in manufacturing costs due to an increase in various equipment costs.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 스탬핑 공정을 적용하여 초기 공정 및 후가공 공정 상에 소요되는 전체 연삭 가공 공정을 생략할 수 있고, 또한 본데라이징 처리 공정이 필요없으므로, 제조 공정, 작업 인력, 및 설비비를 감소시키고, 작업 능률을 향상시켜 제조 비용을 감소시키기 위한 밸브 태핏의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by applying a stamping process, it is possible to omit the entire grinding process required on the initial process and the post-processing process, and also no need to bond the treatment process, manufacturing process, It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a valve tappet for reducing workforce, equipment cost, and improving work efficiency to reduce manufacturing cost.
도 1은 자동차용 엔진 밸브의 밸브 개폐 기구를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a valve opening and closing mechanism of an engine valve for an automobile.
도 2는 종래의 자동차용 엔진 밸브의 밸브 태핏을 제조하는 방법을 도시한 흐름도.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a valve tappet of a conventional engine valve for an automobile.
도 3은 본 발명의 자동차용 엔진 밸브의 밸브 태핏을 제조하는 방법을 도시한 흐름도.Figure 3 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a valve tappet of the engine valve for a vehicle of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 밸브 태핏의 제조 공정 상에 형성된 각 형태를 도시한 도면Figures 4a to 4d show each form formed on the manufacturing process of the valve tappet of the present invention
도 5a는 본 발명에 의해 형성될 수도 있는 밸브 태핏의 스커트부를 도시한 평면도.5A is a plan view showing a skirt portion of a valve tappet that may be formed by the present invention.
도 5b는 본 발명에 의해 형성될 수도 있는 밸브 태핏의 크라운부를 도시한 단면도.5B is a cross-sectional view of the crown portion of a valve tappet that may be formed by the present invention.
도 5c는 도 5b에 도시된 크라운부를 도시한 평면도이다.FIG. 5C is a plan view illustrating the crown portion illustrated in FIG. 5B.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 캠축 2 : 캠1: Camshaft 2: Cam
3 : 로커암 4 : 밸브 태핏3: rocker arm 4: valve tappet
4a : 크라운부 4b : 접촉 돌기부4a: crown portion 4b: contact protrusion
4c : 스커트부 5 : 연소실4c: skirt portion 5: combustion chamber
6 : 밸브 6a : 스템 단부6 valve 6a stem end
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 롤 형태로 감겨진 원자재를 연질화시키도록 풀림 처리를 수행하는 단계; 롤 형태로 감겨져 있는 원자재를 풀어 일정한 형상으로 블랭킹한 뒤, 드로잉하여 컵 형상의 밸브 태핏 부재로 성형하는 단계; 컵 형상의 밸브 태핏 부재의 하부면을 부분적으로 가압하여 밸브 태핏 부재의 접촉 돌기부를 형성하는 단계; 접촉 돌기부가 형성된 밸브 태핏 부재를 소정의 두께 만큼 단계적으로 가압하여 최종 형태의 밸브 태핏 부재로 성형하는 스탬핑 단계; 최종 형태의 밸브 태핏 부재에 내마모성 및 인성을 부여하기 위한 열처리 단계; 열처리된 최종 형태의 밸브 태핏 부재를 연마하는 단계; 및 밸브 태핏 부재를 검사하여 출시하는 단계로 이루어진다.The present invention for achieving the above object, the step of performing an annealing treatment to soften the raw material wound in the form of a roll; Unwinding the raw material wound in the form of a roll and blanking it in a predetermined shape, and then drawing and molding the raw material wound into a cup-shaped valve tappet member; Partially pressing a lower surface of the cup tappet member to form a contact protrusion of the valve tappet member; Stamping a step of pressing the valve tappet member in which the contact protrusion is formed by a predetermined thickness to form a valve tappet member of a final shape; A heat treatment step for imparting wear resistance and toughness to the valve tappet member of the final form; Polishing the valve tappet member of the heat-treated final form; And inspecting and releasing the valve tappet member.
바람직하게는, 스탬핑 단계의 가공 공정 상의 소정 두께는 밸브 태핏 부재의 열분리가 용이한 범위내이다.Preferably, the predetermined thickness on the machining process of the stamping step is within a range where thermal separation of the valve tappet member is easy.
가장 바람직하게는, 스탬핑 단계의 가공 공정상의 소정 두께는 스커트부의 두께가 1mm로 설계되어질 경우, 0.2 내지 0.4mm이다.Most preferably, the predetermined thickness in the machining process of the stamping step is 0.2 to 0.4 mm when the thickness of the skirt portion is designed to be 1 mm.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 흡/배기 밸브 등과 같은 자동차용 엔진 밸브에 이용되는 밸브 태핏을 도시한 도면으로, 본 발명의 제조 방법에 의해 생산된 밸브 태핏(4)은 크라운부(4a)와, 크라운부(4a)의 내부 중앙부분에 형성되어 밸브(6)의 스템 단부(6a)와 접촉하는 접촉 돌기부(4b)와, 크라운부(4a)의 측면을 이루는 스커트부(4c)를 일체로 구비한다.1 is a view illustrating a valve tappet used in an engine valve for an automobile such as an intake / exhaust valve, and the valve tappet 4 produced by the manufacturing method of the present invention includes a crown portion 4a and a crown portion 4a. A contact protrusion 4b formed at the inner central portion of the valve 6 and contacting the stem end 6a of the valve 6, and a skirt portion 4c constituting the side of the crown portion 4a.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 태핏 제조 방법을 도시한다.Figure 3 illustrates a valve tappet manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 밸브 태핏 제조 방법은 풀림 처리단계(S10),드로잉 단계(S20), 부분 단조 단계(S30), 스탬핑 단계(S40), 열처리 단계(S50), 연마 단계(S60), 검사 및 출시 단계(S70)로 이루어진다.As shown, the valve tappet manufacturing method of the present invention is annealing step (S10), drawing step (S20), partial forging step (S30), stamping step (S40), heat treatment step (S50), polishing step (S60) , Inspection and release step (S70).
풀림 처리단계(S10)에서는, 롤 형태로 감겨진 크롬 몰리브덴 강(일반적으로, SCM415 내지 SCM445)재질의 원자재를 통상적으로 적용하는 온도로 풀림 처리하여 강재질의 연질화를 수행한다. 한편, 이러한 풀림처리는 이미 풀림처리가 된 원자재가 입하되면, 생략될 수도 있다.In the annealing step (S10), the raw material of the chromium molybdenum steel (generally, SCM415 to SCM445) wound in a roll form is annealed to a temperature at which the raw material is normally applied to perform soft softening of the steel material. On the other hand, such an annealing treatment may be omitted if the raw material already subjected to an annealing treatment is received.
다음, 이렇게 풀림 처리된 원자재를 소정 치수의 원소재로 블랭킹하여 도 4a에 도시된 형상으로 형성하고, 드로잉 단계(S20)에서, 상, 하 1조(펀치 및 다이스)의 형 사이에 상술한 바와 같은 소정 치수로 블랭킹된 원소재(도 4a 참조)를 드로잉하여 컵모양의 밸브 태핏 부재(도 4b 참조)로 형성한다. 물론, 이러한 드로잉 공정도 다양하게 변경 실시될 수도 있다.Next, the raw material thus annealed is blanked and formed into the shape shown in Fig. 4A, and in the drawing step S20, as described above between the upper and lower pairs of punches and dies. The blank material having the same predetermined dimensions (see Fig. 4a) is drawn and formed into a cup-shaped valve tappet member (see Fig. 4b). Of course, the drawing process may also be variously modified.
부분 단조 단계(S30)에서, 드로잉 단계(S20)에 의해 형성된 컵모양의 밸브 태핏 부재의 하부면을 부분적으로 가압하여, 도 4c의 밸브 태핏 부재의 접촉 돌기부(4c)를 형성시킨다. 여기서, 이러한 접촉 돌기부(4c)는 가장 기초적인 돌기 형상일 수도 있으며, 후술하는 스탬핑 단계(S40)에서 보다 정밀한 치수가 구현될 것이다.In the partial forging step S30, the bottom surface of the cup-shaped valve tappet member formed by the drawing step S20 is partially pressed to form the contact protrusion 4c of the valve tappet member of FIG. 4C. Here, the contact protrusion 4c may have the most basic protrusion shape, and more precise dimensions may be realized in the stamping step S40 described later.
스탬핑 단계(S40)에서, 종래의 상, 하 1조(펀치 및 다이스)로 구성된 각종 단조공구에 의해 밸브 태핏 부재(도 4c 참조)의 측면부(밸브 태핏(4)의 스커트부(4b)에 해당함)를 소정 두께 만큼 단계적으로 가압하여 최종 형태의 밸브 태핏 부재(4, 도 4d 참조)로 성형한다. 바람직하게는, 상술한 소정의 두께는 밸브 태핏 부재의 열분리가 용이한 범위 내에서 적용된다. 예를 들어, 밸브 태핏 부재(4)의 스커트부(4b) 두께가 1mm로 설계되어질 경우, 밸브 태핏 부재(4)의 측면부(스커트부(4b)에 해당됨)는 0.2 내지 0.4 mm의 두께 만큼씩 단계적으로 가압 성형됨을 의미한다. 이와 같이 밸브 태핏 부재(4)가 원설계 치수보다 적은 두께 만큼씩 단계적으로 가압되면, 제조 공정 중의 밸브 태핏 부재(4)는 원활한 열분리가 이루어지면서 그에 따른 열변형이 분산됨으로써 가공경화가 소재 전체에 걸쳐 균일하게 이루어진다.In the stamping step S40, it corresponds to the skirt portion 4b of the valve tappet 4 by the various forging tools composed of conventional upper and lower pairs (punches and dies) (see FIG. 4C). ) Is pressed stepwise by a predetermined thickness to form a valve tappet member 4 of the final form (see FIG. 4D). Preferably, the predetermined thickness described above is applied within a range where thermal separation of the valve tappet member is easy. For example, when the skirt portion 4b of the valve tappet member 4 is designed to have a thickness of 1 mm, the side portions (corresponding to the skirt portion 4b) of the valve tappet member 4 are each 0.2 to 0.4 mm thick. It means that it is press-molded in stages. When the valve tappet member 4 is pressurized stepwise by a thickness smaller than the original design dimension, the valve tappet member 4 during the manufacturing process is smoothly separated, and thus the heat deformation is dispersed so that the work hardening is performed. Is made uniform throughout.
일반적으로, 크롬 몰리브덴 강(SCM)은 과도한 충격하중이 급격하게 가해지게 되면, 크롬 몰리브덴 강 자체의 내부 발열량이 매우 커져 크롬 몰리브덴 강 자체의 내열 한계를 초과하게 되고, 이로 인해 외력에 의해 발생한 열이 크롬 몰리브덴 강 소재 내에서 외부로 제대로 소산(消散)되지 않아 열변형이 과도하게 발생하게 된다. 이렇게 크롬 몰리브덴 강 내에서 열변형이 과도하게 발생하게 되면, 크롬 몰리브덴 강은 그 단조 공정 도중에 크랙 및 파손 등이 발생하게 되므로 제품의 불량율이 증가하게 된다. 이러한 크롬 몰리브덴 강의 특성으로 인해, 종래의 밸브 태핏 부재의 제조공정은 스탬핑 가공과 같은 단조 공정을 적용하는 데 많은 제한이 따른다. 이에 따라, 본 발명의 스탬핑 공정은 외력에 대한 크롬 몰리브덴 강의 내부 발열량이 내열한계를 초과하지 않을 정도의 소정 두께 만큼 밸브 태핏 부재(4)의 스커트부(4b)를 가압성형하여 외력에 의해 소재 내에서 발생된 열이 외부로 원활하게 소산되도록 함으로써, 소재 내의 열변형이 과도하게 발생됨을 방지할 뿐만 아니라 가공경화현상이 소재 전체에 걸쳐 균일하게 분산되도록 함으로써, 크랙 및 파손 등을 방지하고 그 가공을 보다 용이하게 하는 특징이 있다.따라서, 본 발명에서는 크롬 몰리브덴 강 자체의 열분리가 용이한 소정의 두께 만큼 단계적으로 밸브 태핏 부재를 가압 성형함으로써, 크롬 몰리브덴 강의 열변형을 최소화함과 동시에 가공경화현상이 소재 전체에 균일하게 분산되도록 한다. 이상과 같은 스탬핑 공정에 의해 최종 형태의 밸브 태핏 부재가 완성됨에 따라, 선반, 밀링 등과 같은 각종 공작 기계에 의해 실행되는 연삭 공정과 같은 후가공 공정이 생략되는 특징이 있고, 그에 따라 그 제조 비용이 매우 저감되는 효과가 있다.In general, when chromium molybdenum steel (SCM) is suddenly subjected to an excessive impact load, the internal heat generation amount of the chromium molybdenum steel itself becomes very large, which exceeds the heat resistance limit of the chromium molybdenum steel itself. Excess heat dissipation occurs in the chromium molybdenum steel to the outside. When the thermal deformation is excessively generated in the chromium molybdenum steel, cracks and breakage of the chromium molybdenum steel occur during the forging process, thereby increasing the defective rate of the product. Due to the properties of these chromium molybdenum steels, the conventional manufacturing process of valve tappet members has many limitations in applying forging processes such as stamping. Accordingly, the stamping process of the present invention pressurizes the skirt portion 4b of the valve tappet member 4 to a predetermined thickness such that the internal calorific value of the chromium molybdenum steel against the external force does not exceed the heat resistance limit, and thus, By dissipating the heat generated in the outside smoothly to the outside, not only to prevent excessive heat deformation in the material, but also to ensure that the work hardening is uniformly distributed throughout the material, to prevent cracks and damage, and the processing Therefore, in the present invention, by press-molding the valve tappet member by a predetermined thickness to facilitate thermal separation of the chromium molybdenum steel itself, thereby minimizing thermal deformation of the chromium molybdenum steel and at the same time processing hardening phenomenon. Ensure uniform distribution throughout the material. As the valve tappet member of the final form is completed by the stamping process as described above, a post-processing process such as a grinding process performed by various machine tools such as lathes, milling, etc. is omitted, and the manufacturing cost thereof is very high. There is an effect that is reduced.
한편, 상술한 드로잉 단계(S20), 부분 단조 단계(S30), 및 스탬핑 단계(S40)는 각 단계마다 단일 금형에 의해 개별적으로 이루어질 수도 있고, 각 단계가 복합 금형에 의해 복합적으로 실시될 수도 있다.Meanwhile, the drawing step S20, the partial forging step S30, and the stamping step S40 may be separately performed by a single mold for each step, or each step may be performed by a complex mold. .
또한, 상술한 스탬핑 단계(S40)에서 형성된 최종 형태의 밸브 태핏 부재는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같은 형상으로 형성시키는 단계가 추가적으로 포함될 수도 있다. 여기서, 스탬핑 단계(S40)에서 성형된 밸브 태핏 부재(4)는 상ㆍ하 1조의 단조 공구(펀치 및 다이스 등)의 가압 공정에 의해 그 크라운부(4a) 및 스커트부(4b)의 내벽면 일부분이 내측으로 함몰되고, 이렇게 밸브 태핏 부재(4)의 가압되는 부분은 가압에 의해 측면으로 밀리면서 자연스럽게 외부로 박리되어 부분적인 소재제거가 이루어진다. 또한, 상술한 펀치 및 다이스 등과 같은 단조 공구는 그 가압면에 도 5a 내지 도 5c에 대응되는 형상을 구비함이 당연하다.도 5a에 도시된 바와 같이, 밸브 태핏(4)의 스커트부(4b)의 내벽면은 원설계 치수(t1)로부터 내측으로 일부분이 함몰되어져 상술한 원설계 치수(t1)보다 적은 치수(t2)로 형성된다. 예를 들어, 밸브 태핏(4)의 스커트부(4b)의 원설계 두께 치수(t1)가 1mm이면, 일부분이 함몰되어져 최소 0.4mm 정도의 두께(t2)로 형성된다. 한편, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 그 동심부에 접촉돌기부(4c)를 구비한 밸브 태핏(4)의 크라운부(4a) 내벽면은 원설계 두께치수(t3)로부터 내측으로 일부분이 함몰되어져 상술한 원설계 두께치수(t3)보다 적은 치수(t4)로 형성되고, 리브(4e)가 접촉돌기부(4c)로부터 방사형으로 형성된다. 예를 들어, 밸브 태핏(4)의 크라운부(4a)의 원설계 치수(t3)가 2.4mm이면, 최소 1mm 정도의 치수(t4)로 함몰되어지고, 리브(4e)의 높이(t5)는 2mm 이상이며, 이러한 리브(4e)의 높이 따라 일정량의 두께로 조절할 수도 있다. 이러한 밸브 태핏 부재를 원설계 치수보다 내측으로 함몰시키는 단계는 밸브 태핏 부재의 무게를 경량화하기 위한 것이다.In addition, the final shape of the valve tappet member formed in the above-described stamping step (S40) may further include forming a shape as shown in Figs. 5a to 5c. Here, the valve tappet member 4 formed in the stamping step S40 has an inner wall surface of the crown portion 4a and the skirt portion 4b by a pressing process of a pair of forging tools (such as punch and dice). A portion is recessed inward, and thus the pressurized portion of the valve tappet member 4 is pushed to the side by pressing and naturally peeled off to perform partial material removal. In addition, the above-mentioned forging tools, such as a punch and a die, have a shape corresponding to FIGS. 5A-5C in the pressing surface. As shown in FIG. 5A, the skirt part 4b of the valve tappet 4 is shown. ) of the inner surface is formed of a circle design dimensions (t 1) small size (t 2) than been partially depressed inwardly han circle above design dimensions (t 1) from. For example, if the original design thickness dimension t 1 of the skirt portion 4b of the valve tappet 4 is 1 mm, a portion is recessed to form a thickness t 2 of at least 0.4 mm. On the other hand, as shown in Figs. 5B and 5C, the inner wall surface of the crown portion 4a of the valve tappet 4 having the contact protrusion 4c at its concentric portion is inward from the original design thickness dimension t 3 . A portion is recessed to form a dimension t 4 which is smaller than the original design thickness dimension t 3 described above, and the rib 4e is formed radially from the contact protrusion 4c. For example, if the original design dimension t 3 of the crown portion 4a of the valve tappet 4 is 2.4 mm, it is recessed into a dimension t 4 of at least about 1 mm, and the height t of the rib 4e. 5 ) is 2 mm or more, and can be adjusted to a certain amount of thickness along the height of these ribs 4e. The step of recessing the valve tappet member inward of the original design dimension is to reduce the weight of the valve tappet member.
열처리 단계(S50)에서, 최종 형태의 밸브 태핏 부재(도 4d 참조)에 내마모성 및 인성을 부여하기 위해 통상적인 열처리 공정을 수행한다.이와 같은 열처리 공정을 예시적을 설명하면, 열처리 공정은 강의 A3변태점 이상의 고온으로 가열한 뒤 급냉하여 경도를 높이는 담금질과, 이 담금질한 강의 불안정한 마르텐사이트 조직에 인성을 부여하기 위해 A1변태점 이상의 온도로 가열하여 물, 기름, 공기 등에 따라 적당한 속도로 냉각하여 점성강도를 높이고 경도를 감소시키는 뜨임처리를 수행한다. 특히, 본원발명에 적용되는 소재는 Cr, Mo 등이 함유된 크롬 몰리브덴 강이므로, 인성을 부여하기 위해 550~680℃의 온도에서 가열한 후에 급냉하는 고온뜨임처리를 수행할 수 있다.또한, 본원발명에 적용되는 크롬 몰리브덴 강의 내마모성을 증가시키기 위해, 크롬 몰리브덴 강의 표면에 탄소를 접촉시켜 고온으로 가열하여 크롬 몰리브덴 강 내부에 탄소가 흡수되도록 한 후에 담금질 및 뜨임처리를 수행하는 침탄열처리를 수행할 수 있다.In the heat treatment step (S50), a conventional heat treatment process is performed to impart wear resistance and toughness to the valve tappet member (see FIG. 4D) of the final form. Referring to the heat treatment process as an example, the heat treatment process is the A3 transformation point of the steel. After quenching at high temperature and quenching to increase hardness, it is heated to a temperature above A1 transformation point to give toughness to the unstable martensite structure of the quenched steel and cooled at a suitable speed according to water, oil, air, etc. Tempering is performed to increase the hardness and decrease the hardness. In particular, since the material applied to the present invention is a chromium molybdenum steel containing Cr, Mo, etc., it can be subjected to a high temperature tempering treatment after quenching after heating at a temperature of 550 ~ 680 ℃ to give toughness. In order to increase the abrasion resistance of the chromium molybdenum steel applied to the invention, the carburizing heat treatment may be performed by contacting the surface of the chromium molybdenum steel with heating to a high temperature to absorb carbon inside the chromium molybdenum steel and then performing quenching and tempering treatment. have.
연마 단계(S60)에서, 열처리된 밸브 태핏 부재를 각종 연마 기구에 의해 연마한다.In the polishing step S60, the heat treated valve tappet member is polished by various polishing mechanisms.
검사 및 출시 단계(S70)에서, 최종 형태의 밸브 태핏 부재를 검사한 뒤에 출시한다. 여기서, 최종 형태의 밸브 태핏 전체를 세정 및 방청처리할 수도 있다.In the inspection and release step (S70), the valve tappet member of the final form is inspected and then released. Here, the entire valve tappet of the final form may be cleaned and rust treated.
상기와 같은 본 발명은, 단계적인 스탬핑 공정을 적용하여 초기 공정상의 환봉절단, 슬러그 가공, 본데라이징, 냉간 단조, 및 최종 마무리 공정상에 소요되는 전체 연삭 가공 공정을 생략할 수 있으므로, 제조 공정, 작업 인력, 및 설비비를 감소시키고, 작업 능률을 향상시켜 제조 비용을 감소시키는 매우 뛰어난 효과가 있다.The present invention as described above, by applying a step-stamping process, it is possible to omit the entire grinding process required for round bar cutting, slug processing, bondage, cold forging, and final finishing process in the initial process, manufacturing process, There is a very good effect of reducing the manpower and equipment costs, improving the work efficiency to reduce the manufacturing cost.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains can vary as many without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. Modifications may be made.
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