KR100569060B1 - A working tool of boring machine - Google Patents
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Abstract
실린더 헤드의 밸브시트와 밸브가이드의 절삭 가공시, 보링머신의 스핀들 회전속도로 가공 툴에 발생하는 원심력을 이용하여 유압을 발생시켜 그 내부의 리머(Reamer)를 자유로이 전진 또는 후진시켜 밸브가이드를 가공하면서 밸브시트도 한번에 가공할 수 있도록; When cutting the valve seat and valve guide of the cylinder head, the hydraulic pressure is generated by using centrifugal force generated in the machining tool at the spindle rotation speed of the boring machine, and the valve guide is processed by freely moving the reamer inside or backward. So that the valve seat can be processed at once;
내부에 중심선을 따라 공간부를 형성하고, 상기 공간부의 외측에는 상기 중심선을 기준으로 하여 양측에 각각 구분되는 복수의 유압실을 형성하며, 상기 유압실과 상기 공간부의 후방을 연결하는 유압통로를 형성하는 툴 몸체; 상기 툴 몸체의 공간부 내에 그 중심선을 따라 배치되며, 그 선단은 보링날이 형성되어 상기 툴 몸체의 전방으로 관통하여 위치되고, 후단에는 피스톤이 장착되어 상기 공간부를 공압실과 유압작동실로 구획하는 리머 샤프트; 상기 툴 몸체의 공간부 내에 배치되어 상기 리머 샤프트의 피스톤이 왕복운동 가능하도록 중공으로 이루어지고, 상기 복수의 유압실과 공간부를 구획하며, 외주면에는 기어 치가 형성되는 피니언; 상기 복수의 유압실에 각각 설치되며, 각 내측단에는 상기 피니언과 양측에서 각각 치합되는 랙바를 일체로 형성하는 원심작동 피스톤; 및 상기 툴 몸체의 선단 외주면에 일체로 장착되어 밸브시트를 가공하는 복수개의 절삭날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보링머신용 가공 툴을 제공한다. A tool for forming a space along the center line therein, forming a plurality of hydraulic chambers on both sides of the outer space portion on the basis of the center line, and forming a hydraulic passage connecting the hydraulic chamber and the rear of the space Body; It is disposed along the center line in the space of the tool body, the front end is boring blade is formed is located through the front of the tool body, the rear end is equipped with a piston is a reamer for partitioning the space into a pneumatic chamber and a hydraulic operation chamber shaft; A pinion disposed in the space of the tool body, the piston of the reamer shaft being hollow so as to reciprocate, partitioning the plurality of hydraulic chambers and the space, and having gear teeth formed on an outer circumferential surface thereof; A centrifugal actuating piston which is respectively installed in the plurality of hydraulic chambers, each inner end integrally forming a rack bar engaged with the pinion at both sides; And a plurality of cutting edges integrally mounted on the tip outer circumferential surface of the tool body to process valve seats.
보링머신, 가공 툴, 리머, 원심작동 피스톤Boring machines, machining tools, reamers, centrifugal pistons
Description
도 1은 일반적인 실린더 헤드의 보링 가공부인 밸브시트와 밸브가이드를 도시한 도면,1 is a view showing a valve seat and a valve guide which are boring parts of a general cylinder head,
도 2는 종래 보링머신용 가공 툴의 구성도,2 is a configuration diagram of a conventional machining tool for boring machine,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보링머신용 가공 툴의 구성 단면도,3 is a cross-sectional view showing a configuration of a machining tool for a boring machine according to an embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도, 및 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 보링머신용 가공 툴의 단계별 작동 상태도이다. 5 to 6 is a step-by-step operating state diagram of a machining tool for a boring machine according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 보링머신용 가공 툴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 헤드의 밸브시트와 밸브가이드의 절삭 가공시, 보링머신의 스핀들 회전속도로 가공 툴에 발생하는 원심력을 이용하여 유압을 발생시켜 그 내부의 리머(Reamer)를 자유로이 전진 또는 후진시켜 밸브가이드를 가공하면서 밸브시트도 한번에 가공할 수 있도록 하는 보링머신용 가공 툴에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 엔진의 실린더 헤드의 가공 공정에는, 도 1에서 도시한 바와 같 이, 실린더 헤드(1) 상의 밸브시트(3)와 밸브가이드(5)를 가공하는 공정을 포함하며, 상기 밸브시트(3)와 밸브가이드(5)의 가공을 위해서는 보링머신의 스핀들에 장착되는 가공 툴을 이용하게 되는데, 종래 일례에 따른 가공 툴은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 보링머신(미도시)의 스핀들(101) 내부에 복잡한 드로우 바(Draw Bar)를 구성한 트래버스(Traverse)방식을 사용하고 있다. Generally, the machining process of the cylinder head of an engine includes the process of processing the
이러한 종래 가공 툴(100)의 구성은 툴 몸체(103) 내부 중앙에 스핀들(101)과 연결되는 리머 이송용 드로우 바(105)가 구성되고, 그 외측으로 슬라이드 이송용 드로우 바(107)가 구성된다. The
상기 리머 이송용 드로우 바(105)는 그 선단에 상기 밸브가이드(5)를 보링 가공하기 위한 리머 샤프트(109)와 연결되며, 상기 슬라이드 이송용 드로우 바(107)는 상기 밸브시트(3)를 절삭 가공하기 위한 다수개의 절삭날(111)이 장착되는 슬라이드(113)와 연결되어 구성된다. The reamer
따라서 상기 보링머신의 스핀들(101)을 회전시키면서 실린더 헤드(1)의 가공부로 서서히 전진 이송시켜 절삭날(111)이 밸브시트(3) 외측면과 내측면을 각각 절삭 가공한다.Accordingly, the
이와 같이, 밸브시트(3)의 외측면과 내측면 가공을 마친 후에는 상기 보링머신의 스핀들(101)을 약간 뒤로 후진 이송시킨 후, 상기 슬라이더 이송용 드로우 바(107)를 서서히 전진 이송시키면 슬라이더(113)가 움직이면서 여기에 장착된 절삭날(111)이 엔진의 효율과 가장 밀접한 관계가 있는 밸브시트(3)의 중간면을 가공을 한다. In this manner, after the outer and inner surfaces of the
그 이후에 리머 이송용 드로우 바(105)를 서서히 전진 이송시키면 리머 샤프트(109)가 전진하여 이송되면서 밸브가이드(5)를 보링한 후 모든 가공을 마치고 원위치로 복귀한다.Afterwards, when the reamer
그러나 상기한 바와 같은 종래의 보링머신은 그 스핀들 내부에 복잡한 드로우 바를 설치해야 하므로 스핀들 구조가 복잡해져 머신의 가격을 상승시키는 원인이되며, 가공 툴 상에서 상기 슬라이더를 반복하여 사용하게 됨으로 인한 슬라이더면의 마모 시, 밸브시트의 중간면의 가공정도가 저하되어 품질문제가 발생할 우려가 있다.However, the conventional boring machine as described above has to install a complicated draw bar inside the spindle, which leads to a complicated spindle structure, which increases the price of the machine, and wear of the slider surface due to repeated use of the slider on a machining tool. At the time, the machining accuracy of the intermediate surface of the valve seat may be deteriorated, which may cause quality problems.
또한, 복잡한 스핀들 구조의 전용머신 사용으로 유지보수가 용이하지 않으며, 다기종의 가공공정에 대응하기 위해 공구 교환 시, 스핀들과의 볼트 해체 및 체결을 작업자가 수동으로 해야 하는 등의 문제점을 내포하고 있다.In addition, maintenance is not easy due to the use of a dedicated machine with a complicated spindle structure.In order to cope with a variety of machining processes, there is a problem that a worker must manually dismantle and tighten the bolt when changing a tool. have.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 실린더 헤드의 밸브시트와 밸브가이드의 절삭 가공시, 보링머신의 스핀들 회전속도로 가공 툴에 발생하는 원심력을 이용하여 유압을 발생시켜 그 내부의 리머(Reamer)를 자유로이 전진 또는 후진시켜 밸브가이드를 가공하면서 밸브시트도 한번에 가공할 수 있도록 함으로써, 스핀들의 내부에 복잡한 드로우 바의 설치를 배제하며, 다기종에 대한 대응이 가능하며, 그 유지보수가 용이한 보링머신용 가공 툴을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created in order to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is the centrifugal force generated in the machining tool at the spindle rotational speed of the boring machine during cutting of the valve seat and the valve guide of the cylinder head. By generating hydraulic pressure, the reamer inside can be moved forward or backward freely so that the valve seat can be processed at once while processing the valve guide, eliminating the installation of a complicated draw bar inside the spindle. It is possible to provide a machining tool for boring machines that can be easily handled and maintained.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보링머신용 가공 툴은 실리더 헤드의 밸브시트와 밸브가이드를 보링 가공하기 위하여 보링머신의 스핀들 상에 장착되는 보링머신용 가공 툴에서, Boring machine processing tool according to the present invention for achieving the above object is a boring machine machining tool mounted on the spindle of the boring machine for boring the valve seat and valve guide of the cylinder head,
내부에 중심선을 따라 공간부를 형성하고, 상기 공간부의 외측에는 상기 중심선을 기준으로 하여 양측에 각각 구분되는 복수의 유압실을 형성하며, 상기 유압실과 상기 공간부의 후방을 연결하는 유압통로를 형성하는 툴 몸체; 상기 툴 몸체의 공간부 내에 그 중심선을 따라 배치되며, 그 선단은 보링날이 형성되어 상기 툴 몸체의 전방으로 관통하여 위치되고, 후단에는 피스톤이 장착되어 상기 공간부를 공압실과 유압작동실로 구획하는 리머 샤프트; 상기 툴 몸체의 공간부 내에 배치되어 상기 리머 샤프트의 피스톤이 왕복운동 가능하도록 중공으로 이루어지고, 상기 복수의 유압실과 공간부를 구획하며, 외주면에는 기어 치가 형성되는 피니언; 상기 복수의 유압실에 각각 설치되며, 각 내측단에는 상기 피니언과 양측에서 각각 치합되는 랙바를 일체로 형성하는 원심작동 피스톤; 및 상기 툴 몸체의 선단 외주면에 일체로 장착되어 밸브시트를 가공하는 복수개의 절삭날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. A tool for forming a space along the center line therein, forming a plurality of hydraulic chambers on both sides of the outer space portion on the basis of the center line, and forming a hydraulic passage connecting the hydraulic chamber and the rear of the space Body; It is disposed along the center line in the space of the tool body, the front end is boring blade is formed is located through the front of the tool body, the rear end is equipped with a piston is a reamer for partitioning the space into a pneumatic chamber and a hydraulic operation chamber shaft; A pinion disposed in the space of the tool body, the piston of the reamer shaft being hollow so as to reciprocate, partitioning the plurality of hydraulic chambers and the space, and having gear teeth formed on an outer circumferential surface thereof; A centrifugal actuating piston which is respectively installed in the plurality of hydraulic chambers, each inner end integrally forming a rack bar engaged with the pinion at both sides; And a plurality of cutting edges integrally mounted on the tip outer peripheral surface of the tool body to process the valve seat.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보링머신용 가공 툴의 구성 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 보링머신용 가공 툴은 실리더 헤드(1)의 밸브시트(3)와 밸브가이드(5)를 보링 가공하기 위하여 보링머신의 스핀들(11) 상에 장착되는 것으로, 그 구성은 툴 몸체(13)의 내부에 그 중심선(S)을 따라 공간부(19)를 형성하고, 상기 공간부(19)의 외측에는 상기 중심선(S)을 기준으로 하여 양측에 각각 구분되는 2개의 유압실(15,17)을 형성하여 이루어진다. 3 is a cross-sectional view of a machining tool for a boring machine according to an embodiment of the present invention, the machining tool for a boring machine according to an embodiment of the present invention is the
그리고 상기 툴 몸체(13) 내부의 2개의 유압실(15,17)과 상기 공간부(19)의 후방을 유압통로(21)로 연결하여 형성한다. The two
이러한 툴 몸체(13)의 공간부(19) 내에는 그 중심선(S)을 따라 리머 샤프트(23)가 배치되는데, 상기 리머 샤프트(23)는 그 선단에 보링날이 형성되는 리머(25)를 상기 툴 몸체(13)의 전방으로 관통하여 위치되고, 그 후단에는 피스톤(27)이 장착되어 상기 공간부(19)를 공압실(AC)과 유압작동실(OC)로 구획하여 구성된다. In the
그리고 상기 툴 몸체(13)의 공간부(19) 내에는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 리머 샤프트(23)의 피스톤(27)이 왕복운동 가능하도록 중공으로 이루어지는 피니언(31)이 배치되어 상기 2개의 유압실(15,17)과 상기 공간부(19)를 구획하게 되는데, 이 피니언(31)의 외주면에는 기어 치(33)가 형성되어 이루어진다. In the
또한, 상기 2개의 유압실(15,17)에는 각각 원심작동 피스톤(35,37)이 설치되는데, 상기 원심작동 피스톤(35,37)은 스틸 등의 중량체로 이루어지는 것이 바람직하며, 이 원심작동 피스톤(35,37)의 각 내측단에는 상기 피니언(31)과 양측에서 각각 치합되는 랙바(39,41)를 일체로 형성하여 이루어진다.In addition, the two
여기서, 상기 공압실(AC)에는 약 12bar의 압축가스가 충진되며, 상기 유압실(15,17)에는 유압유가 충진되나, 상기 공압실(AC)의 압축가스 압력은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 공압실(AC)에 충진되는 압축가스의 압력은 스핀들 (11)의 회전속도와 상기 원심작동 피스톤(35,37)의 중량에 의해 결정되며, 대략 실린더 헤드(1)의 밸브시트(3)를 가공하기 위한 스핀들(11)의 회전속도가 1,000RPM 전후, 상기 밸브가이드(5)를 가공하기 위한 스핀들(11)의 회전속도를 약 3,500RPM에서 5,000RPM 사이인 것을 반영하여 그때의 상기 원심작동 피스톤(35,37)의 중량에 따라 결정될 것이다. Here, about 12 bar of compressed gas is filled in the pneumatic chamber AC, and hydraulic oil is filled in the
이러한 내부 구성을 갖는 툴 몸체(13)의 선단 외주면에는 밸브시트(3)를 가공하기 위한 3개의 절삭날(43; 2개는 미도시)이 서로 다른 위치에 일체로 장착되어 이루어진다. Three cutting edges 43 (two of which are not shown) for processing the
상기 3개의 절삭날(43)은 실린더 헤드(1)의 밸브시트(3)의 가공시, 밸브시 트(3)의 외측면과 내측면 및 중간면을 가공하기 위한 용도로 사용된다. The three
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 보링머신용 가공 툴의 작동은, 도 5에서와 같이, 보링머신의 스핀들(11)을 1000RPM으로 회전시키면서 실린더 헤드(1)의 밸브시트(3) 가공부로 서서히 전진 이송시켜 3개의 절삭날(43)을 이용하여 밸브시트(3)의 외측면과 내측면 및 중간면을 모두 가공한다. Therefore, the operation of the machining tool for boring machine having the configuration as described above, as shown in Figure 5, gradually advancing to the
이 때, 절삭날(43)의 회전당 이송은 0.08mm/rev이다.At this time, the feed per rotation of the
이와 같이, 스핀들(11)의 회전속도가 1000RPM으로 가공시에는 원심력의 작용이 작아서 피니언(31)과 랙바(39,41)를 통하여 치합된 원심작동 피스톤(35,37)은 작동하지 않고 툴 몸체(13) 내부의 각 유압실(15,17) 안쪽 위치에 그대로 있게 되며, 공압실(AC)의 압축가스(약 12 bar)의 충진압에 의해 리머 샤프트(23)가 툴 몸 체(13)의 전방으로 밀려나오지 않게 된다.As such, when the rotational speed of the
이러한 상태로, 상기 실린더 헤드(1)의 밸브시트(3) 가공이 끝나면, 보링머신의 스핀들(11)을 약 1mm정도 후진시킨 후, 밸브가이드(5)의 가공을 위해 스핀들(11)의 회전속도를 1,000RPM에서 3,500RPM으로 올리게 된다. In this state, when the processing of the
그러면, 도 6에서와 같이, 원심력의 증가로 인해 상기 피니언(31)에 랙바(39,41)를 통하여 치합되어 있던 원심작동 피스톤(35,37)이 각 유압실(15,17)의 바깥 방향으로 이동하면서 유압실(15,17) 내부의 유압유를 가압하여 유압통로(21)를 통하여 유압작동실(OC)로 공급되어 리머 샤프트(23)의 후단에 구성된 피스톤(27)을 밀게 된다. Then, as shown in Figure 6, due to the increase in the centrifugal force centrifugal pistons (35, 37) that are engaged to the pinion (31) through the rack bars (39, 41) is the outward direction of each hydraulic chamber (15, 17) While moving to pressurize the hydraulic oil in the hydraulic chamber (15, 17) is supplied to the hydraulic operation chamber (OC) through the
이 때, 상기 유압작동실(OC)로 공급되는 유압유의 압력은 반대편 공압실(AC)의 압축가스의 압력보다 크게 작용하여 리머 샤프트(23)를 서서히 전진시키게 되며, 이에 따라 리머(25) 선단의 보링날이 밸브가이드(5)를 보링 가공하기 시작하게 된다.At this time, the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic operation chamber (OC) is greater than the pressure of the compressed gas of the opposing pneumatic chamber (AC) to gradually advance the reamer shaft (23), accordingly the tip of the
이때의 상기 리머 샤프트(23)의 회전당 이송은 0.14mm/rev이다.At this time, the feed per revolution of the
이러한 상태로 보링머신의 스핀들(11) 회전속도가 5,000RPM에 이르게 되면, 상기 리머 샤프트(23)가 완전히 전진하여 밸브가이드(5)의 보링 가공을 완료하게 된다. In this state, when the rotational speed of the
이와 같이, 밸브가이드(5)의 가공이 끝난 후에 상기 스핀들(11)의 회전속도를 5,000RPM에서 다시 1,000RPM까지 낮추면, 다시 도 3에서와 같이, 원심력이 감소하면서 상기 피니언(31)과 랙바(39,41)를 통하여 치합된 원심작동 피스톤(35,37)이 다시 유압실(15,17)의 안쪽으로 이동하면서 유압작동실(OC)의 유압유가 유압통로(21)를 통하여 역류하며, 동시에 상기 압축가스의 압력에 의해 리머 샤프트(23)는 최초 위치로 복귀되어 가공을 완료하게 된다.As such, when the rotation speed of the
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 보링머신용 가공 툴에 의하면, 실린더 헤드의 밸브시트와 밸브가이드의 절삭 가공시, 보링머신의 스핀들 회전속도로 가공 툴에 발생하는 원심력을 이용하여 유압을 발생시켜서 그 내부의 리머(Reamer)를 전진 또는 후진구동 가능하게 함으로써, 밸브가이드와 밸브시트를 한번에 가공할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 무엇보다 스핀들의 내부에 복잡한 종래의 드로우 바의 설치를 배제하며, 다기종에 대한 대응이 가능하고, 그 유지보수가 용이하다는 등의 효과가 있다. According to the boring machine machining tool of the present invention, the hydraulic pressure is generated by using the centrifugal force generated in the machining tool at the spindle rotation speed of the boring machine during the cutting of the valve seat and the valve guide of the cylinder head. By making internal reamer forward or backward driving, it is effective to process valve guide and valve seat at once, and above all, eliminating the installation of complicated conventional draw bar inside the spindle. It is possible to cope with the problem, and the maintenance is easy.
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KR1020030073886A KR100569060B1 (en) | 2003-10-22 | 2003-10-22 | A working tool of boring machine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200122716A (en) | 2019-04-18 | 2020-10-28 | 새롬정밀기술(주) | Boring machine holder for fine alignment and self alignment |
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2003
- 2003-10-22 KR KR1020030073886A patent/KR100569060B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20200122716A (en) | 2019-04-18 | 2020-10-28 | 새롬정밀기술(주) | Boring machine holder for fine alignment and self alignment |
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KR20050038521A (en) | 2005-04-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120330 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130329 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |