KR101149630B1

KR101149630B1 - 밸브 시트 절삭 가공 공구 및 방법

Info

Publication number: KR101149630B1
Application number: KR1020030039992A
Authority: KR
Inventors: 크레스디터; 헤베를레프리드리히
Original assignee: 마팔 파브릭 퓌어 프래찌지온스베르크쪼이게 독토르 크레쓰카게
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2012-05-25
Also published as: BR0302050A; MXPA03005561A; ES2367105T3; US20040009046A1; US7530769B2; KR20030097710A; CN1470349A; EP1375041B1; DE10228503A1; KR20110053411A; BRPI0302050B1; ATE514507T1; EP1375041A1; JP2004025440A; JP4563000B2

Abstract

적어도 기하학적으로 한정된 절삭날을 갖는 절삭팁을 포함하는 엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트를 절삭 가공하기 위한 공구가 제안된다. 이는 절삭팁(7)이 각도(α)로 배치된 두 개의 지지 영역(27, 29)에 위치하고, 상기 각도의 이등분선(33)은 실질적으로 밸브 시트(11)로부터 칩을 제거하는 작동 절삭날(9)에 수직으로 연장되는 것을 특징으로 한다.

절삭 가공 공구, 절삭팁, 절삭날, 밸브 시트 링, 클램핑 클로, 클램핑 립

Description

밸브 시트 절삭 가공 공구 및 방법 {TOOL AND METHOD FOR METAL-CUTTING MACHINING OF VALVE SEATS}

도1은 공구 측면도.

도2는 도1에 따른 공구에 사용된 절삭팁의 확대 평면도.

도3은 클램핑 클로(clamping claw)가 제거된 절삭팁의 평면도.

도4는 절삭팁이 없는 공구 일부분의 평면도.

도5는 도3의 선(Ⅴ-Ⅴ)을 따른 공구의 단면도.

도6은 냉각제/윤활제 공급을 포함하는 공구의 상세도.

도7은 도5에 따른 대향한 공구를 통한 단면도.

도8은 밸브를 포함하는 밸브 시트의 원리도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공구

3 : 고정축

7 : 절삭팁

9 : 절삭날

11 : 밸브 시트

13 : 밸브 시트 링

15 : 클램핑 클로

17 : 본체

21 : 클램핑 립

27 및 29 : 지지 영역

31 : 클램핑 노치

35 : 모서리

39 : 칩 가이드 스텝

65 : 밸브

69 : 밸브 가이드

75 : 유출구

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트 절삭 가공 공구 및 청구항 제17항의 전제부에 따른 엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트 절삭 가공 방법에 관한 것이다.

여기서 언급된 유형의 공구 및 방법은 공지되어 있다. 공구는 기하학적으로 한정된 적어도 하나의 절삭날을 포함하고, 고정 위치된 공작물에 대해 회전되는 공구에 의해 또는 고정 위치된 공구에 대해 회전되는 공작물에 의해 밸브 시트로부터 칩을 제거할 수 있다. 통상적으로 상기 두 경우 중 첫 번째 경우가 구현된다. 밸 브 시트는 환형 표면의 가상 중심축에 대해 예를 들어, 약 45°의 제1 절삭날 경사각도를 갖는 제1 환형 표면을 포함한다. 상기 제1 환형 표면이 실질적으로 밸브의 기밀성을 결정한다. 상기 환형 표면에는 한편으로는 약 15°의 절삭날 경사각도를 갖는 제2 환형 표면과 연결되고, 다른 한편으로는 약 75°의 절삭날 경사각도를 갖는 제3 환형 표면과 연결된다. 밸브 시트 가공 시 공구는 환형 표면의 절삭팁이 밸브 시트와 맞물려서 예를 들어 제1 환형 표면이 가공될 때까지 공통의 중심축을 따라 축방향으로 변위된다. 따라서, 공구가 환형 표면의 중심축과 동시에 밸브 축 방향으로 이동됨으로써 가공이 수행된다. 상기 가공은 밸브 절삭 공정으로 나타난다. 밸브 시트 가공을 위한 절삭팁 및 밸브 가이드의 가공을 위한 리머(reamer)를 포함하는 밸브 시트 및 밸브 가이드를 가공할 수 있는 공구가 사용되는 것이 바람직하다. 이로써, 밸브 가이드의 중심축을 통한 밸브 시트 중심축의 정렬은 매우 정확하며, 이는 밸브를 양호하게 밀폐하는데 기여한다.

엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트는 통상적으로 매우 단단한 내구성있는 소결 재료로 구성된 밸브 시트 링을 통해 구현되기 때문에, 상기 가공은 비용이 많이 들며 통상적으로 고가의 입방 질화 붕소(CBN)가 사용되어야 한다. 또한, 이른바 기밀성을 보장하기 위해, 품질 요구 정도가 매우 높다. 절삭날의 경미한 마모도 허용 공차 초과를 야기한다. 전체적으로 밸브 시트 가공 비용은 매우 높다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 단점을 포함하지 않는 상술된 유형의 공구를 제공하는 것이다.

상기 목적의 해결을 위해, 청구항 제1항의 특징을 포함하는 공구가 제안된다. 이는 절삭팁이 각도(α)로 배치된 두 개의 지지 영역에 연결되고, 상기 각도의 이등분선은 밸브 시트로부터 칩을 제거하는 절삭날에 실질적으로 수직으로 연장되는 것을 특징으로 한다. 이른바 절삭날의 프리즘 가이드는 지지면의 배치에 의해 달성되기 때문에, 이는 공구의 본체 내에 매우 안정적으로 수용된다. 이는 절삭팁이, 밸브 시트의 가공 시 절삭팁 진동이 실질적으로 발생하지 않도록 공구에 고정되는 것을 의미한다. 이는 진동 시 절삭날의 마모가 비교적 강해지고, 역으로 절삭팁이 적은 진동으로 고정될 때 활동 절삭날, 즉, 밸브 시트로부터 칩을 제거하는 절삭날 마모가 현저히 감소될 수 있음을 나타낸다.

또한, 본 발명의 목적은 언급된 단점을 포함하지 않는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적의 해결을 위해, 청구항 제17항에 언급된 특징을 포함하는 방법이 제안된다. 이는 절삭날의 진동 시 공구의 절삭팁에 대한 설정 및 재설정이 불필요한 것을 특징으로 한다. 이는 적절한 비용으로 해결되며, 상당히 단순화된 방법을 제공한다.

다른 실시예는 종속항에 나타난다.

본 발명은 도면을 참조로 이하에서 상세히 설명된다.

도1에 따른 도면에는 엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트 가공에 사용되는 밸브 시트 가공 공구(1)가 도시된다. 공구의 왼쪽 측면에는 환형 평면(5)으로 둘러 싸이는 고정축(3)이 도시된다. 고정축(3)은 공구(1)와 공구 기계를 연결하는데 사용되고, 평면(5)을 통해 공구(1)가 정확히 정렬되는 것이 보장된다. 공구(1)와 공구 기계 연결은 다른 방법으로도 수행될 수 있다.

고정축(3)에 대향한 공구(1)면에는 기하학적으로 한정된 절삭날(9)을 포함하는 절삭팁(7)이 제공된다. 칩은 여기에 도시되지 않은 엔진 실린더 헤드에 장착된 밸브 시트 링(13)의 부분인 밸브 시트(11)로부터 상기 절삭날을 통해 제거된다.

절삭팁(7)은 클램핑 클로(15)에 의해 공구(1)의 본체(17)에 체결된다. 클램핑 클로(15)는, 절삭 브레스트로 나타나는 절삭팁(7)의 전방면(23) 상에 클램핑 립(21)이 위치되도록 클램핑 나사(19)에 의해 고정된다.

고정축(3)에 대향한 공구(1)의 단부(25)에는 밸브 가이드의 가공을 위한 공구, 특히 리머가 장착될 수 있는 분리부가 제공될 수 있다.

도2에는 절삭팁(7)이 공구(1)의 본체(17)에 장착된 영역의 확대도가 도시된다.

동일한 부분은 동일한 참조 부호로 제공되므로, 도1의 설명이 참조될 수 있다. 절삭팁(7)이 평면으로 도시된 도2에 따른 확대도에는 절삭팁(7)이 단순히 위치된 것만이 아닌 제1 지지 영역(27) 및 제2 지지 영역(29)이 제공된다. 상기 절삭팁은 클램핑 클로(15)에 의해 지지 영역(27, 29)에 대해 압착된다.

클램핑 클로(15)의 클램핑 립(21)에 대한 지지력을 개선하기 위해, 절삭팁(7)의 전방면(23) 내에 V-형상의 단면을 갖는 클램핑 노치(31)가 장착되어 클램핑 립(21)은 절삭팁(7)을 지지 영역(27, 29) 뿐만 아니라, 여기에 도시되지 않 은 지지면에 대해서도 압착된다.

지지 영역(27, 29)은 각도(α)로 배치되고, 상기 각도의 이등분선(33)이 실질적으로 밸브 시트(11)로부터 칩을 제거할 수 있는 작동 절삭날(9) 상에 수직인 형태로 배치된다.

여기에 도시된 실시예에서 절삭팁(7)은 회전팁으로 구성된다. 상기 팁은 절삭팁(7)의 전방면(23) 상에 수직인 가공의 축 주위로 회전될 수 있기 때문에, 작동 절삭날(9)의 마모 시 절삭팁(7)의 다른 절삭날(9)이 밸브 시트(11)의 가공에 사용된다. 절삭팁(7)은 여기서 육각형으로 구성된다. 따라서, 상기 팁은 각각 둥글게 구성된 모서리(35)에 의해 인접한 절삭날(9)로부터 분리된 6개의 절삭날(9)을 포함한다. 절삭날(9)은 각각 인접한 두 개의 모서리(35) 사이에 위치한 절삭팁(7)의 외부 날 영역을 통해 형성된다.

공구(1)의 절삭팁(7)은 매우 정확하게 절삭되어야 하므로, 분명하게 직선인 절삭날(9)을 포함해야 한다.

따라서, 여기에 도시된 실시예에서는 절삭팁(7)이 6회 회전되어 밸브 시트 가공을 위해 6개의 절삭날(9)이 사용될 수 있다. 상응하게는 절삭팁(7)의 전방면(23) 상에 별모양으로 배치된 3개의 클램핑 노치(11)가 제공된다. 칩 가이드 표면(37)은 각각 절삭날에 연결되고, 상기 표면은 절삭날에 대해 일정한 간격으로 배치된 칩 가이드 스텝(39)에 의해 한정되고, 절삭날(9)로부터 제거된 칩이 상기 표면에 충돌되어 부서진다. 여기에 도시된 바와 같은 절삭팁(7)의 구성예는 대체로 공지되어 있다. 그러나, 여기서 다른 점은 공작물의 절삭 가공 시 마찬가지 로 절삭날로 사용되는 모서리(35) 자체가 아니라, 상기 모서리 사이에 배치된 영역이다. 이와 상응하게 절삭날(9)은 모서리(35) 사이에 위치한 영역에 의해 밸브 시트(11)를 가공하는 것이 도2에 도시된다. 여기서, 작동 절삭날(9)은 모서리(35) 사이에 위치한 절삭팁(7)의 외부 날과 같이 길지 않다.

도3에는 도1 및 도2에 도시된 바와 같지만, 클램핑 클로가 제거된 구성 위치의 절삭팁(7)이 도시된다. 동일한 부분은 동일한 참조 부호로 제공되므로 상술된 설명이 참조된다.

도3에는 절삭팁(7)이 공구(1)의 본체(17) 내에 장착되고, 상기 팁이 적어도 지지 영역(27, 29)의 두 측면에 연결되는 것이 도시된다. 또한, 절삭팁(7) 및 클램핑 클로(15)를 수납하는 리세스(43)의 기본 표면(41) 내에는 절삭팁(7)의 모서리(35) 영역 내에 배치되는 간극(45)이 제공되는 것이 분명해진다. 이와 같은 방법으로, 절삭팁(7)의 전방면(23)에 대향한 후방면이 기본 표면(41) 상에 평평하게 위치된다. 도3에 따른 도면에서는 본체(17) 내에 기본 표면(41)을 관통하는 보어(47)가 제공되고, 상기 보어 내에는 여기에 도시되지 않은 클램핑 나사(19)가 맞물려서 클램핑 클로(15)에 의해 본체(17)에 고정되는 것이 분명해진다.

도4에는 정확한 도시를 위해 절삭팁(7)을 제외한 도3에 도시된 공구(1)의 단면이 도시되기 때문에, 지지 표면(27, 29) 및 기본 표면(41)을 정확히 볼 수 있다.

도4에는 기본 표면(41)이 스텝(42)을 포함할 수 있고, 따라서 클램핑 클로(15)가 위치되는 영역이 절삭팁(7)에 대해 인접한 고정 영역(A)보다 높은 것이 도시된다.

도5에는 도3에 표시된 선(Ⅴ-Ⅴ)을 따른 종단면이 도시된다. 기본 표면(41), 즉 공구(1)의 본체(17) 내의 리세스(43)의 고정 영역(A) 상에 배치되는 절삭팁(7)이 분명하게 도시된다. 또한, 여기에 도시되지 않은 클램핑 클로(15)의 클램핑 립(21)이 맞물리는 절삭팁(7)의 전방면(23)에 장착되는 클램핑 노치(31)가 도시된다.

또한, 상기 단면도에는 절삭팁(7)이 연결된 제2 지지 영역(29)이 도시된다. 상기 절삭팁은 이른바 사다리꼴로 구성된다. 사다리꼴의 바닥부는 절삭팁(7)의 전방면(23)으로 형성되고, 상부면은 전방면(23)에 대향한 절삭팁(7)의 후방면(49)으로 형성된다. 후방면(49)은 기본 표면(41) 상에 위치한다. 절삭팁(7)의 측면은 절삭팁(7)의 플랭크로 형성된다.

도5에는 상부에 절삭부(9)와 그 반대면 위치한 절삭부(9')가 도시된다. 상기 절삭부에는 전방면(23)에 대해 소정의 절삭날 경사각도 ＜ 90°를 포함하는 제1 플랭크 영역(51)이 연결된다. 제1 플랭크 영역(51)은 지지 영역 즉, 여기서는 제2 지지 영역(29)에 대해 정확히 평행 연장되는 제2 플랭크 영역(53)으로 병합된다.

제1 플랭크 영역(51)의 절삭날 경사각도는 제2 플랭크 영역(53)의 절삭날 경사각도보다 크기 때문에, 제2 플랭크 영역(51)은 지지 영역(29)에 위치하지 않고, 지지 영역에 연결되는 절삭날, 즉 여기서 절삭날(9')은 손상되지 않을 수 있다.

지지 영역(29)에 대한 절삭팁(7)의 한정된 고정을 보장하기 위해, 기본 표면(41) 부근에 이른바 간극(55), 즉 리세스(43)의 측면(57)과 절삭팁(7)의 측면(59) 사이에 틈이 제공된다. 간극은 리세스(43)의 측면(57)이 기본 표면(41) 방향으로 절삭팁(7)으로부터 멀리 떨어져서 연장되거나 또는 절삭팁(7)이 간극(55) 영역 내에서 다소 제거됨으로써 구현된다.

중요한 것은 지지 영역(29) 내의 절삭팁(7)의 측면(59)이 공구(1)의 본체(17)에 연결되는 것이다.

도5에 도시된 실시예에서 제2 지지 영역(29)은 공구(1)의 본체(17)에 의해 직접 형성된다.

도6에는 공구(1)의 변형된 실시예가 도3에 도시된 선(Ⅴ-Ⅴ)을 따른 단면으로 도시된다. 동일한 부분은 동일한 참조 부호로 제공되므로, 상술된 도면의 설명이 참조된다. 도5에 도시된 공구(1)와의 유일한 차이점은, 지지 영역(27, 29)을 형성하고, 적어도 여기에 제공되는 삽입부(61)가 본체(17) 내에 장착되는 것이다. 대체로 장방형으로 구성된 삽입부가 제공될 수 있거나, 또는 지지 영역의 영역 내에 각각 제공되고 절삭팁(7)을 지지하는데 사용되는 핀을 본체(17) 내에 장착하는 것도 가능하다.

삽입부의 재료는 바람직하게는 본체(17)의 재료보다 더 강성이다. 특히, 금속 탄화물 및/또는 세라믹 및/또는 CBN으로 구성되는 것이 바람직하다.

도5 및 도6에는 입방 질화 붕소(CBN)로 구성되고 그 두께가 바람직하게는 지지 영역(27, 29)과 접촉되지 않도록 선택되는 층(S)을 포함하는 절삭팁(7)이 제공되는 것이 점선으로 표시된다. 상기 절삭팁(7)의 본체는 바람직하게는 금속 탄화물로 구성된다.

도7에는 클램핑 립(21)의 변형된 실시예를 포함하는 클램핑 클로(15)에 고정 된 절삭팁(7)이 다시 한번 도시된다.

절삭부의 높은 온도를 방지하고, 특히 절삭팁의 가능한 균일한 온도를 보장하기 위해, 여기서 언급된 유형의 공구에는 통상적으로 작동 절삭부(9), 즉 밸브 시트(11)로부터 칩을 제거하는 절삭부에 냉각제/윤활제를 공급하는 작용하는 냉각제/윤활제 공급부가 제공된다.

도7에 도시된 실시예에서는 클램핑 클로(15)가, 정확하게는 클램핑 립(21)이 냉각제 유출구(63)를 포함하고, 상기 유출구로부터 냉각제가 작동 절삭부(9) 방향으로 유출된다. 냉각제 유출구(63)는 여기서 특히 장방형으로 길게 연장되고, 바람직하게는 작동 절삭부(9)에 평행으로 연장된다. 냉각제 유출구(63)의 길이는, 작동 절삭부(9)가 냉각제/윤활제에 의해 전체 폭에 공급되도록 선택된다.

도7에는 밸브 시트의 가공 시 발생되는 힘이 자세히 도시된다. 절삭력(FS)은 제1 화살표로 도시되고, 지지 영역(27, 29)에 의해 발생되는 두 지지력은 화살표(F1, F2)로 도시된다.

도8에는 밸브(65)를 포함하는 밸브 시트(11)의 기본 도면이 도시된다. 밸브 시트는 밸브 시트 링(13)의 영역 내에서 구현된다. 상기 밸브 시트 링의 내부면에는 밸브 가이드(69)의 중심축을 나타내는 가상의 중심축(67)에 동심으로 연장되고, 세 밸브 영역이 포함된다. 밸브 가이드는 강화되고 내구성있는 재료로 구성되며, 밸브 시트와 마찬가지로 엔진의 실린더 헤드 내에 장착되는 실린더형 삽입부(71)를 포함할 수 있다. 밸브는 밸브 시트 영역 내에서 실린더 헤드(73)를 포함하는 엔진의 유입구 또는 유출구(75)를 폐쇄한다.

밸브 시트의 세 영역은 중심축(67)의 오른쪽 및 왼쪽에 도시된 세 개의 선으로 도시된다. 제1 환형 영역은 중심축(67)에 대해 예를 들어 대략 45°각도를 포함하고, 이는 선(L1)으로 도시된다. 제1 환형 영역의 상단부에는 하부에서 상부로 원추형으로 체임퍼되고, 중심축(67)에 대해 대략 75°각도를 포함하는 벽을 포함하는 제2 환형 영역이 존재하며, 이는 선(L2)으로 도시된다. 제1 환형 영역의 하단부에는 하부에서 상부로 원추형으로 체임퍼되고, 그 벽은 중심축(67)에 대해 대략 15°각도를 포함하는 제3 환형 영역이 존재한다. 각도를 통해 특징지어지는 제3 환형 영역은 선(L3)으로 도시된다.

여기에 설명된 밸브 시트는 밸브(65)의 하부에 위치하는 연소실의 기밀성이 보장되는 것이 중요하다. 이로써, 엔진의 소비 및 출력에 특히 강하게 작용한다.

도8에 도시된 바와 같이, 밸브 시트(11)는 바람직하게는 실린더 헤드(73) 내에서 압착되거나 또는 수축되고 매우 강성인 내구성있는 재료로 구성되는 밸브 시트 링(13)을 통해 형성된다.

도8에 단면으로 도시된 밸브 시트 링은 중심축(67)과 관련하여 상이한 각도를 갖는 회전하는 세 개의 환형 표면을 포함한다. 중심축(67)에 대해 45°각도로 연장되는 제1 환형 표면은 실질적으로 기밀성에 대해 결정되고, 물론 여기서 밸브 시트와 상호 작용하는 하부 영역 내의 상응하는 밸브 디스크 형상은 마찬가지로 중요하다.

따라서, 밸브 시트(11)의 밀폐면, 즉 실질적으로 제1 환형 표면의 품질 및 평평함에 대한 품질 요구는 매우 높다. 또한, 중심축(67)에 대해 선(L1)으로 도시 된 각도는 매우 적은 허용 공차로 제조되어야 한다. 이로써, 절삭팁(7)의 절삭부(9)는 매우 정확하게 절삭되어야 하고, 정확하게 직선인 절삭날을 포함해야 하는 것이 결정될 수 있다. 또한, 절삭팁의 정확한 정렬을 보장하여 밸브 시트에 대한 작동 절삭부가 보장되기 위해, 절삭팁은 매우 정확하고 안정적인 평면 시트 내에 수용되어야 한다. 이는 매우 강성인 재료가 가공되어야 하고, 예를 들어 폴리 크리스탈 입방 질화 붕소가 절삭부의 재료로 사용되는 경우, 특히 중요한 의미를 갖는다. 특히, 부서지기 쉬운 재료에서는 진동이 발생되지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 절삭의 수명이 불량해진다.

밸브 시트 가공 시, 즉 밸브 시트 절삭 가공 시 도8에 도시되지 않은 공구는 중심축(67)을 따라 절삭팁이 밸브 시트(11)와 밸브 시트 링(13)에 맞물릴 때까지 이동한다. 서로 다른 절삭날 경사도를 가진 환형 영역을 제공하기 위해, 상이한 절삭날 경사각도의 절삭부를 가진 공구가 사용된다. 물론, 밸브 시트 가공 시 밸브가 제거되어 공구는 밸브 시트 링(13)의 내부로 삽입될 수 있다.

상술한 바와 같이 도1에 따른 공구에서, 밸브 가이드 내부 표면을 가공하고 공구를 안내하는 리머는 단부(25) 내에 장착될 수 있다. 상기 공구가 밸브 가이드(69)를 가공하기 위해, 중심축(67)을 따라 변위되면, 절삭팁(7)은 마침내 밸브 시트(11)와 맞물리고, 따라서 이 곳에 한 개의 환형 표면이 가공된다. 만약 밸브 시트 및 밸브 가이드가 공구에 의해 가공되면, 밸브 시트 링의 중심축과 밸브 가이드의 중심축은 매우 정밀하게 정렬될 수 있고, 이것은 매우 양호한 밸브 밀폐에 기여한다.

이하에서 공구의 기능이 설명된다.

공구(1)는 통상적으로 밸브 시트 링(13)의 일부분인, 밸브 시트(11)의 가공을 위해 회전되고, 밸브 시트의 개구부에 삽입되어, 즉 절삭팁(7)이 밸브 시트(11)로부터 칩을 제거할 때까지 환형 밸브 시트의 중심축 방향을 따라 변위된다. 또한, 가공 공정은 밸브 시트 절삭으로 나타난다. 가공될 밸브 시트 및 밸브 시트 링은 매우 강성인 소결 재료로 구성되므로, 강성인 절삭팁(7)이 사용되어야 하며 바람직하게는 입방 질화 붕소(CBN)로 구성된 S층을 포함하는 팁이 사용되어야 한다. 상기 재료는 진동에 매우 민감한 특성을 가진다. 밸브 시트(11)의 가공 시 진동이 발생하면, 이는 회전팁으로 구성된 절삭팁의 새로운 절삭부가 밸브 시트와 맞물리도록, 절삭팁이 교체되거나 또는 상술된 공구에서 적어도 회전되어야 하기 때문에, 가공 공정의 중단이 야기된다.

여기서 설명된 공구(1)에서 절삭팁은 각도(α)로 배치된 두 개의 지지 영역(27, 29)에 지지되고, 상기 각도의 이등분선(33)이 가공될 밸브 시트(11) 및 작동 절삭부(9)에 사실상 수직으로 배치되기 때문에, 절삭팁(7)은 공구(1)의 본체에 매우 견고하게 고정될 수 있다.

절삭팁(7)은 한편으로는 클램핑 클로(15)에 의해, 다른 한편으로는 도7에 도시된 절삭력(FS)에 의해 지지 영역(27, 29)에 압착된다. 각도(α)로 배치된 지지 영역(27, 29)은 지지력(F1, F2)을 전달하여, 이른바 절삭팁(7)의 프리즘 가이드가 달성된다.

공구(1)의 본체(17)를 이루는 재료보다 더 강성인 재료로 구성된 삽입체(61) 가 지지 영역에 제공되는 경우, 지지 영역(27, 29)에 대한 절삭팁(7)의 압착력은 특히 매우 커야 한다. 바람직하게는 금속 탄화물 및/또는 세라믹 및/또는 CBN으로 구성된 삽입체(61)가 사용되므로, 지지 영역(27, 29)이 변형되어 절삭팁(7)이 잘못 정렬되지 않고, 매우 큰 압착력이 구현될 수 있다. 따라서, 프리즘 가이드를 통해 절삭팁이 공구(1)의 본체(17)에 사전 설정 가능한 각도로 매우 정확하게 고정 유지된다.

여기서 도시된 공구(1)에서 회전팁으로 구성된 절삭팁(7) 및 지지 표면(27, 29)에 의한 절삭팁(7)의 정확한 위치로 인해, 공구(1)를 약화시킬수 있는 장비의 설정 및 재설정이 전혀 요구되지 않는 것이 분명하다. 또한, 제공된 공간은 더 큰 클램핑 나사가 클램핑 클로(15)와 결합되어 사용되어 인장력을 상승시킬 수 있다.

작동 절삭부(9)의 마모 시 단지 절삭팁(7)의 회전만이 요구되므로, 공구(1)에 절삭팁(7)을 재설정하기 위한 조절 장치가 생략되어 있다는 것은 전혀 단점이 되지 않는다. 도7에 도시된 바와 같이 절삭팁의 프리즘 가이드는 절삭팁이 공구(1)의 본체(17)의 절삭력(FS)에 의해 고정되도록, 즉, 지지 영역(27, 29)에 대해 압착되도록 구성된다.

지지 영역(27, 29)에 삽입체(16)가 제공되는 경우, 상기 삽입체는 도6에 도시된 바와 같이 장방형일 수 있다. 그러나, 절삭팁(7)이 지지되는 것에 대항하여, 공구(1)의 본체(17)에 핀이 장착될 수 있다. 그러나 더 높은 압착력이 문제없이 지지될 수 있으므로, 판형의 구성이 선호된다.

도5 및 도6에서 절삭팁(7)의 층이 CBN으로 구성되고, 바람직하게는 상기 층 이 단지 제1 플랭크(51)를 넘어 연장되도록 선택되는 것이 분명해진다. 이로써, 파손되기 매우 쉬운 재료가, 손상을 야기할 수 있는 측면힘에 의해 영향을 받는 것이 방지된다. 절삭팁(7)의 본체는 바람직하게는 금속 탄화물로 구성되기 때문에, 절삭팁(7)에 바람직하지 못한 변형을 야기하지 않고, 지지 영역(27, 29) 내에 매우 높은 지지력이 구성될 수 있다.

도면의 설명에 의해, 점 또는 선형의 부하를 방지하기 위해 중요한 영역에 간극이 제공되는 것이 분명해진다. 따라서, 한편으로는 절삭팁(7)의 모서리(35) 영역 내에 간극(45)이 제공되고, 다른 한편으로는 절삭팁(7)의 측면(59)과 후방면(49) 사이의 전환 영역 내에 간극이 제공된다. 나중에 언급된 간극(55)은 상술된 바와 같이 절삭팁(7)이 장착되는 절삭팁(7) 측면(59) 또는 리세스(43) 측면(57)의 오프셋과 같은 다양한 방법으로 구현될 수 있다.

마지막으로, CBN으로 구성된 층(S)의 절삭팁에서 의도적인 냉각제/윤활제 공급이 바람직한 것이 나타난다. 상기 절삭 재료(CBN)는 열충격에 민감하고, 절삭날(9)의 온도 차이에 민감하다. 특히, 길게 연장되며 작동 절삭부(9)가 가공된 밸브 시트(11)의 영역 내에서 냉각제에 의해 영향을 받는 냉각제 유출구(63)가 클램핑 클로(15) 내에 제공되는 경우, 클램핑 클로(15)를 통과하는 특수 냉각제/윤활제 공급에 의해 밸브 시트(11)로부터 칩을 제거하는 작동 절삭부(9)가 매우 효과적으로 냉각된다. 따라서, 절삭부의 폭에 대한 냉각제 제트가 적응될 수 있으며 냉각제 유출구(63)가 작동 절삭부(9)에 평행하게 연장됨으로써 균일한 냉각이 보장될 수 있다.

공구에 관한 설명을 통해, 적어도 기하학적으로 한정된 절삭부를 갖는 절삭팁(7)이 포함된 공구에 의한 엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트를 가공하기 위한 방법에서, 작동 절삭부의 마모 시 공구 설정이 생략될 수 있는 방법이 간소화될 수 있음을 알 수 있다. 절삭팁이 지지 영역에 의해, 절삭팁의 교환 시 밸브 시트가 소정의 크기로 제공되도록 정확히 설정되고, 상기 절삭팁은 절삭부의 마모 시 회전되어, 즉 가공될 밸브 시트가 새로운 절삭부와 맞물리도록 회전되어 다수의 절삭날에 제공되는 절삭팁이 사용되는 것을 통해 구현된다.

본 발명에 따르면, 절삭팁이 밸브 시트의 가공 시 진동이 실질적으로 발생하지 않도록 공구에 고정되어 절삭날 마모가 현저히 감소되고, 절삭날의 진동 시 공구의 절삭팁에 대한 설정 및 재설정이 생략되어 가공 방법이 간소화될 수 있다.

Claims

적어도 하나의 기하학적으로 한정되고 신장된 형상의 절삭날을 갖는 절삭팁을 포함하는 엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트를 절삭 가공하기 위한 공구에 있어서,

절삭팁(7)은 각도(α)로 배치된 두 개의 지지 영역(27, 29)에서 지지되고, 상기 각도의 이등분선(33)은 밸브 시트(11)로부터 금속 칩을 제거하는, 하나의 작동 절삭날(9)에 수직으로 연장되고,

상기 지지 영역(27, 29)은, 절삭력(FS)이 상기 각도(α)의 이등분선의 방향으로 상기 절삭 팁(7)의 상기 하나의 작동 절삭 날(9)으로만 도입되고 상기 절삭력(FS)은 상기 지지 영역(27, 29)에서 동등한 크기와 대칭인 방향으로 흡수되는, 상기 절삭 팁을 위한 역 V자형 가이드가 형성되도록 배향되고, 상기 작동 절삭날(9)은 상기 절삭 팁(7)의 라운딩된 코너부(35) 사이에 배치되고 상기 코너부(35) 사이에서 연장하는 상기 절삭 팁(7)의 외부 에지보다 작은 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항에 있어서, 지지 영역(27, 29)은 지지 표면에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 지지 영역은 공구(1)의 본체(17)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 지지 영역(27, 29)은 삽입부(61)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제4항에 있어서, 삽입부(61)는 장방형인 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제4항에 있어서, 삽입부(61)는 핀형 요소에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제4항에 있어서, 삽입부(61)는 본체(17)의 재료보다 더 강성인 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 지지 영역(27, 29)의 영역 내에 간극(55)이 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각제/윤활제가 공급되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제9항에 있어서, 냉각제/윤활제 공급은 절삭팁(7)을 유지하는 클램핑 클로(15)를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제9항에 있어서, 냉각제/윤활제 공급은, 길게 연장되는 냉각제 유출구(63)를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭팁(7)은 회전팁으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭팁(7)은 육각형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭팁(7)에는 CBN이 장착되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, CBN을 포함하는 층(S)으로 구성된 절삭팁(7)이 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭팁(7)은 상이한 절삭날 경사각도를 갖는 영역이 마련된 플랭크를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
청구항 제1항 또는 제2항에 따른 공구에 의해 엔진 실린더 헤드 내의 밸브 시트를 절삭 가공하기 위한 방법에 있어서,

절삭날의 마모 시 공구 절삭팁의 재설정이 불필요한 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 방법.
제17항에 있어서, 공구는 밸브 시트의 가공 시 환형 밸브 시트의 중심축 방향으로 변위되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 방법.
제17항에 있어서, 절삭팁은 회전팁으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 방법.
제7항에 있어서, 삽입부(61)는 금속 탄화물, 세라믹 및 CBN 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.
제11항에 있어서, 냉각제 유출구(63)는 작동 절삭날(9)에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브 시트 절삭 가공 공구.