KR20140088919A - 엔진 밸브의 단조 시스템 - Google Patents

엔진 밸브의 단조 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20140088919A
KR20140088919A KR1020147018328A KR20147018328A KR20140088919A KR 20140088919 A KR20140088919 A KR 20140088919A KR 1020147018328 A KR1020147018328 A KR 1020147018328A KR 20147018328 A KR20147018328 A KR 20147018328A KR 20140088919 A KR20140088919 A KR 20140088919A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shaft
engine valve
guide
mold
forming
Prior art date
Application number
KR1020147018328A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101474751B1 (ko
Inventor
히데토 쿠리야마
카츠노리 오사베
히로유키 아쿠타가와
켄이치 이케이
히로아키 타카무네
유키 시미즈
Original Assignee
니탄 밸브 가부시키가이샤
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 니탄 밸브 가부시키가이샤 filed Critical 니탄 밸브 가부시키가이샤
Publication of KR20140088919A publication Critical patent/KR20140088919A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101474751B1 publication Critical patent/KR101474751B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/20—Making machine elements valve parts
    • B21K1/22—Making machine elements valve parts poppet valves, e.g. for internal-combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/18—Making uncoated products by impact extrusion
    • B21C23/183—Making uncoated products by impact extrusion by forward extrusion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F01L2303/01—Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution

Abstract

엔진 밸브의 축 구부러짐의 발생이 적은 고정밀도의 엔진 밸브의 제조를 가능하게 한 엔진 밸브의 단조 시스템을 제공하는 기술이다.
우산형 성형부의 선단에 연속하여 형성된 원형 구멍 형상의 축 성형부를 가지고, 압압 부재에 의해 우산형 성형부로부터 축 성형부에 소재를 압출 단조함으로써 엔진 밸브를 성형하는 성형 금형과, 축 성형부의 선단에 연통함과 아울러 축 성형부와 동일 축에 배치되고, 축 성형부로부터 압출된 엔진 밸브의 축부의 가이드부를 가지는 축 가이드 금형을 가지는 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서, 상기 가이드부에는 후단부로부터 선단부에 걸쳐, 가이드부의 중심축선 방향을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 형상을 가지는 축 구부러짐 규제부가 가이드부의 중심축선을 따라 연속하여 복수 형성되도록 했다.

Description

엔진 밸브의 단조 시스템{ENGINE VALVE FORGING SYSTEM}
본 발명은 엔진 밸브의 축 구부러짐이 적은 고정밀도의 엔진 밸브의 제조를 가능하게 한 엔진 밸브의 단조 시스템의 기술이다.
압출 단조에 의해 엔진 밸브를 제조하는 금형 장치에는, 하기 특허문헌 1에 나타내는 것이 있다. 하기 특허문헌 1의 금형 장치는 펀치(20)를 이용하고, 캐비티(2)의 바닥부에 설치한 성형 랜드(3)로부터 소재(W)를 압출 단조함으로써 엔진 밸브의 축부(W1)를 서서히 형성하는 것이다. 성형 랜드(3)로부터 두들겨져 나옴으로써, 축부(W1)의 선단은 성형이 진행함에 따라, 축부(W1)의 중심축선으로부터 좌우로 축 구부러짐이 생긴다. 그러나, 금형 내에는 축부(W1)의 외경보다 큰 내경을 가짐과 아울러 축부(W1)의 성형 방향으로 뻗는 릴리프부(4)가 설치되어 있기 때문에, 축부(W1)는 축 구부러짐이 생겨도 금형의 내벽에 접촉하지 않고 뻗는다. 한편, 엔진 밸브의 성형 종료 위치의 근방에는 구속부(5)의 내측을 앞뒤로 진퇴하는 녹아웃 핀(30)이 설치되고, 축부(W1)의 선단은 성형 종료 직전에 경사부(6)에 접촉하여 구속부(5)로 인도된다. 성형된 엔진 밸브는 선단이 구속부(5)에 유지된 상태에서 녹아웃 핀(30)에 압압되어 금형으로부터 취출된다.
일본 공개특허공보 2002-113542호
선행문헌 1의 금형 장치에 있어서는, 축부(W1)가 금형의 내벽에 접촉하지 않고 뻗기 때문에, 축부(W1)의 축 구부러짐은 성형이 진행할수록 확대함과 아울러 축부(W1)의 선단에서 최대가 된다. 선행문헌 1의 금형 장치에 있어서, 축부(W1)의 선단은 축 구부러짐이 가장 커지는 성형 종료 직전의 단시간에 경사부(6)에 접촉함으로써 진행 방향을 구속부(5)로 향하는 축 구부러짐의 규제력을 받는다.
그러나, 축부(W1)의 선단만을 본래의 중심축선을 향하여 단시간에 크게 구부러짐을 되돌린 엔진 밸브에 있어서는, 축부(W1)의 축 구부러짐이 충분히 규제되지 않는 문제가 발생한다. 즉, 특허문헌 1의 금형 장치는 축 구부러짐이 많은 엔진 밸브가 제조되는 점에서 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여, 엔진 밸브의 축 구부러짐이 적은 고정밀도의 엔진 밸브의 제조를 가능하게 한 엔진 밸브의 단조 시스템을 제공하는 것이다.
청구항 1의 엔진 밸브의 단조 시스템은, 우산형 성형부(傘形 成形部)의 선단에 연속하여 형성된 원형 구멍(圓孔) 형상의 축 성형부를 가지고, 압압(押壓) 부재에 의해 축 성형부로부터 소재를 압출 단조함으로써 엔진 밸브를 성형하는 성형 금형과, 축 성형부의 선단에 연통함과 아울러 축 성형부와 동일 축(同軸)에 배치되고, 축 성형부로부터 압출된 엔진 밸브의 축부의 가이드부를 가지는 축 가이드 금형을 가지는 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서, 상기 가이드부에는 (후술하는 축 구부러짐 규제부의) 후단부로부터 선단부에 걸쳐, 가이드부의 중심축선 방향을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 형상을 가지는 축 구부러짐 규제부가 형성된 것을 특징으로 한다.
(작용) 성형 금형의 축 성형부에 의해 성형된 엔진 밸브의 축부는 축 구부러짐이 생기면서 축 가이드 금형의 가이드부 내로 안내된다. 가이드부의 내주는 후단부로부터 선단부까지 모두 서서히 끝이 가늘어지는 경사면으로서 형성되어 있기 때문에, 축 구부러짐이 생긴 엔진 밸브의 축부는 즉시 가이드부에 접촉하여 중심축선을 향한 힘을 받아 축 구부러짐의 발생이 규제된다. 축부의 축 구부러짐의 규제는 축부가 가이드부에 안내되고나서 곧 시작되고, 또한 축부의 성형 종료까지 시간을 들여 서서히 행해진다. 따라서, 청구항 1의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 축부의 축 구부러짐의 규제 정밀도가 높다.
또, 청구항 2는 청구항 1에 기재된 엔진 밸브의 단조 시스템으로서, 상기 축 구부러짐 규제부가 가이드부의 중심축선을 따라 연속하여 복수 형성되도록 했다.
(작용) 청구항 2의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 끝이 가늘어지는 형상을 가지는 복수의 축 구부러짐 규제부가 반복하여 연속되어 배치되어 있기 때문에, 축부의 축 구부러짐의 규제는 축부의 선단 이외의 복수 개소에서 반복하여 행해진다. 따라서, 청구항 2의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 축부의 축 구부러짐의 규제 정밀도가 더욱 높아진다.
또, 청구항 3은 청구항 1 또는 2에 기재된 엔진 밸브의 단조 시스템으로서, 상기 축 구부러짐 규제부는 통 부재의 내측에 형성되고, 또한 상기 축 구부러짐 규제부는 상기 통 부재의 후단부로부터 선단부에 걸쳐, 통 부재의 중심축선을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되고, 상기 가이드부가 상기 축 구부러짐 규제부의 중심축선과 동일 축이 되도록 통 부재를 내측에 고정시키는 하나의 원형 구멍이 되도록 형성되도록 했다.
청구항 3의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 축 구부러짐 규제부를 축 가이드 금형의 가이드부 내에 직접 형성하지 않고, 별체인 통 부재에 형성한 축 구부러짐 규제부를 나중에 가이드부에 일체화시켰다.
(작용) 청구항 3의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 마모된 축 구부러짐 규제부만을 교환하여, 용이하게 축 구부러짐의 규제도의 저하를 방지할 수 있다. 또, 축 구부러짐 규제부와 가이드부를 별체로 함으로써, 가이드 내에 축 구부러짐 규제부를 제조하는 것이 용이하게 되고, 또한 제조 비용이 삭감된다.
또, 청구항 4는 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 엔진 밸브의 단조 시스템으로서, 상기 성형 금형과 축 가이드 금형을 압입하여 고정시키는 금형 고정 구멍이 설치된 홀더를 가지고, 상기 축 성형부와 상기 가이드부는 금형 고정 구멍에 압입 고정되었을 때에 이들 (축 성형부와 가이드부)의 중심축선이 일치하도록 형성되도록 했다.
(작용) 청구항 4의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 축 성형부의 중심축선과 가이드부의 중심축선의 어긋남에 의해 발생하는 축부의 축 구부러짐이 발생하기 어렵게 된다.
또, 청구항 5는 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 엔진 밸브의 단조 시스템으로서, 상기 축 가이드 금형 내에 앞뒤 방향으로 진퇴 가능하게 구성됨과 아울러, 성형된 필렛 형성 부위와 축 성형 부위로 이루어지는 엔진 밸브의 1차 성형품을 후방으로 압출하여 필렛 형성 부위를 성형 금형의 우산형 성형부로부터 떼어놓은 상태로 유지 가능하게 구성된 엔진 밸브를 성형 금형으로부터 분리하기 위한 녹아웃 핀을 가지도록 했다.
(작용) 청구항 5의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 2차 성형의 직전까지, 엔진 밸브의 1차 성형을 우산형 성형부로부터 떼어놓기 때문에, 1차 성형품의 열이 우산형 성형부를 통하여 빠져나가는 「열 빠짐 현상」이 방지된다. 열 빠짐 현상은 단조시에 있어서 소재를 뻗기 어렵게 함으로써, 엔진 밸브의 각 부위(필렛부(우산부)의 시트부, 바닥면부(필렛부의 상면), 필렛부와 축부의 경계에 형성되는 잘록한 부분 등)에 흔들림(필렛부의 각 부위에 계측기를 접촉시켜 엔진 밸브를 중심축선 둘레에 회전시킨 경우에 진원이 되지 않는 것)을 발생시킨다. 그러나, 청구항 5의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 「열 빠짐 현상」이 최저한으로 억제되기 때문에, 엔진 밸브의 성형체에 흔들림이 생기기 어렵게 된다.
또, 청구항 6은 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 동밸브 장치의 엔진 밸브의 단조 시스템으로서, 상기 성형 금형과 축 가이드 금형을 고정하는 하측 대좌부와, 상기 축 성형부의 중심축선과 직교하는 면에 대하여 평행하게 되도록 하측 대좌부에 접근하면서 상기 우산형 성형부 상의 소재에 닿아서 누르는 상측 대좌부를 가지고, 상기 하측 대좌부 및 상측 대좌부에는 축 성형부의 중심축선과 직교하는 면에 대한 평행면을 각각 가지는 한 쌍의 엔드 블록이 적어도 2세트(組) 이상 설치되고, 상측 대좌부는 상측 대좌부의 엔드 블록의 평행면이 하측 대좌부의 엔드 블록의 평행면에 접촉함으로써 하측 대좌부로의 접근을 정지하도록 형성되도록 했다.
(작용) 상측 대좌부는 상하 대좌부의 엔드 블록에 설치된 평행면끼리의 접촉에 의해 우산형 성형부 상의 소재로의 하강을 정지시킨다. 그 결과, 청구항 6의 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서는, 상측 대좌부로부터 성형 금형의 소재에 균등한 하중을 부가하는 것이 가능하게 된다.
청구항 1의 엔진 밸브의 단조 시스템에 의하면, 축부의 축 구부러짐의 규제 정밀도가 종래보다 높기 때문에, 축 구부러짐이 적은 고품질의 엔진 밸브가 얻어진다.
청구항 2의 엔진 밸브의 단조 시스템에 의하면, 축부의 축 구부러짐의 규제 정밀도가 더욱 높아지기 때문에, 더욱 축 구부러짐이 적은 고품질의 엔진 밸브가 얻어진다.
청구항 3의 엔진 밸브의 단조 시스템에 의하면, 축부의 축 구부러짐의 규제 정밀도가 저하하지 않기 때문에, 더욱 축 구부러짐이 적은 고품질의 엔진 밸브가 얻어진다.
청구항 4의 엔진 밸브의 단조 시스템에 의하면, 성형 금형과 축 가이드 금형을 하나의 금형 고정 구멍에 압입함으로써 축 성형부의 중심축선과 가이드부의 중심축선의 어긋남이 방지되기 때문에, 더욱 축 구부러짐이 적은 고품질의 엔진 밸브가 얻어진다.
청구항 5의 엔진 밸브의 단조 시스템에 의하면, 성형시의 금형으로부터의 「열 빠짐 현상」의 저감에 의해, 엔진 밸브의 우산부의 흔들림이 저감되기 때문에, 더욱 고품질의 엔진 밸브가 얻어진다.
청구항 6의 엔진 밸브의 단조 시스템에 의하면, 상측 대좌부로부터 성형 금형의 소재에 작용하는 편하중이 방지되기 때문에, 엔진 밸브의 축 구부러짐이 적고, 엔진 밸브의 전체 길이의 불균일이 없는 고품질의 엔진 밸브가 얻어진다.
도 1은 엔진 밸브의 단조 시스템의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 엔진 밸브의 단조 시스템의 1차 성형용 금형군을 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 엔진 밸브의 단조 시스템의 2차 성형용 금형군을 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 엔진 밸브의 단조 시스템에 의한 열 빠짐 현상 방지 구조를 순서대로 나타내는 단면도이며, (a)는 2차 성형용 금형군에 투입할 때에 있어서의 엔진 밸브의 1차 성형품을 나타내는 도면. (b)는 2차 성형(2차 단조)하기 직전에 있어서의 엔진 밸브의 1차 성형품을 나타내는 도면. (c)는 단조 후의 엔진 밸브의 2차 성형품을 나타내는 도면. (d)는 2차 성형용 금형군으로부터 분리된 엔진 밸브의 2차 성형품을 나타내는 도면이다.
도 5는 축 구부러짐 규제부의 변형예를 나타내는 것이며, 축 가이드 금형 내에 축 구부러짐 규제부를 직접 형성한 것을 나타내는 확대 단면도이다.
다음에, 엔진 밸브의 단조 시스템에 관한 실시예를 도 1 내지 도 4에 의해 설명한다. 또한, 이후의 설명에 있어서는, 각 도면에 있어서의 성형 금형과 축 가이드 금형의 중심축선(L0)을 따른 상하 방향을 상방:하방=Up:Lw로서 설명하고, 각 도면 상에 있어서 중심축선(L0)에 직교하는 좌우 방향을 좌방:우방=Le:Ri으로서 설명한다.
도 1에 나타내는 제1 실시예의 엔진 밸브의 단조 시스템(40)은 상측 대좌부(41), 하측 대좌부(42), 엔드 블록(43~46), 1차 성형용 금형군(47), 2차 성형용 금형군(48)에 의해 구성된다.
상측 대좌부(41)는 천판부(41a)의 하면(41b)의 중앙 근방에 일체화된 압압부(49)와, 상측 엔드 블록(43, 44)에 의해 구성되고, 압압부(49)의 하면(49a)에는 1차 성형용 금형군(47)과 2차 성형용 금형군(48)에 대응하는 위치에 각각 압압 부재(50, 51)가 링(52, 53)에 의해 고정되어 있다.
하측 대좌부(42)는 바닥판부(42a)의 상면(42b)의 중앙 근방에 일체화된 고정 대좌(54)와, 하측 엔드 블록(45, 46)에 의해 구성된다. 고정 대좌(54)에는 압압 부재(50)에 대응하는 위치에 링(55)과 바닥부 플레이트(56)를 통하여 1차 성형용 금형군(47)이 고정되고, 또한 압압 부재(51)에 대응하는 위치에 링(57)과 바닥부 플레이트(58)를 통하여 2차 성형용 금형군(48)이 고정된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 상하 엔드 블록(43, 45) 및 (44, 46)은 각각 쌍을 이루고 있다. 또, 상측 엔드 블록(43, 44)과 하측 엔드 블록(45, 46)은 후술하는 성형 금형(59)의 중심축선(L0) 및 성형 금형(80)의 중심축선(L1)의 쌍방에 직교하는 평행면(43a~46a)을 각각 가진다. 상측 대좌부(41)는 상측 대좌부(41)의 엔드 블록(43, 44)의 평행면(43a, 44a)이 하측 대좌부(42)의 엔드 블록(45, 46)의 평행면(45a, 46a)에 접촉함으로써 하측 대좌부(42)로의 접근을 정지하도록 형성되어 있기 때문에, 압압 부재(50, 51)는 후술하는 도 2 및 도 3의 우산형 성형부(72, 91) 상의 금속 소재(95) 또는 1차 성형품(96)에 균등한 하중을 부하한다. 또한, 상하 엔드 블록은 2세트 이상 설치해도 된다.
도 2에 나타내는 1차 성형용 금형군(47)은 성형 금형(59), 제1 축 가이드 금형(60), 제2 축 가이드 금형(62), 축 구부러짐의 발생을 규제하는 축 구부러짐 규제부(70)를 가지는 복수의 원통형상의 통 부재(64), 금형 고정 링(66), 홀더(67) 및 녹아웃 핀(69)에 의해 구성된다.
제2 축 가이드 금형(62)은 플랜지부(62a)와 원통부(62b)에 의해 형성된다. 제2 축 가이드 금형(62)에는 통 부재(64)의 외경과 대략 동일한 내경을 가지는 동심원 구멍형상의 가이드부(63)가 중심축선(L0) 둘레에 형성되고, 각 통 부재(64)는 내측에 축 구부러짐 규제부(70)를 가지고, 또한 가이드부(63)에 삽입 고정됨으로써 가이드부(63)에 고정된다. 또, 각 통 부재(64)의 축 구부러짐 규제부(70)는 각각 선단측(도 2의 Lw 방향)을 향하고, 또한 중심축선(L0)을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 원추대 구멍에 의해 구성된다. 각 통 부재(64)는 가이드부(63)에 삽입됨으로써, 가이드부(63)와 동일 축(중심축선(L0))에 배치된다. 축 구부러짐 규제부(70)는 통 부재(64)의 후단부(64b)로부터 선단부(64a)에 걸쳐 전역에 형성된다.
또한, 플랜지부(62a)에는 가이드부(63)의 후단부에 연통하고, 또한 후방에 개구하는 원형 구멍 형상의 링 고정 구멍(71)이 설치된다. 링 고정 구멍(71)은 가이드부(63)에 연통하고, 가이드부(63)와 동일 축(중심축선(L0))이 되고, 또한 금형 고정 링(66)의 외경보다 미소 길이만큼 작은 내경을 가지도록 형성된다. 또, 원통부(62b)의 선단부 근방에는 단차부(62c)가 설치된다. 단차부(62c)는 복수의 통 부재(64) 중 가장 선단부측에 삽입된 통 부재(64)가 단차부(62c)에 유지됨으로써, 가장 후단부측에 삽입된 통 부재(64)의 후단부(64b)가 가이드부(63)의 후단 개구부(63a)와 한면이 되어 유지되도록 형성된다. 또 단차부(62c)의 선단측에는 축 구부러짐 규제부(70)의 선단 개구부(70a)에 연통하는 원형 구멍(62d)이 설치되고, 원형 구멍(62d)과 축 구부러짐 규제부(70)에는 이들의 선단측(부호 Lw측)으로부터 녹아웃 핀(69)이 삽입된다.
한편, 성형 금형(59)과 제1 축 가이드 금형(60)은 외경이 동일하게 되는 대략 원통형상으로 형성된다. 성형 금형(59)은 L0를 중심축선으로 하는 하향의 우산형 오목부 형상으로 이루어지는 우산형 성형부(72)를 가지고, 또한 우산형 성형부(72)의 선단에 연속하여 일체로 형성됨과 아울러 우산형 성형부(72)와 동일 축(중심축선(L0))에 형성된 원형 구멍 형상의 축 성형부(73)를 가진다. 제1 축 가이드 금형(60)은 통 부재(64)의 축 구부러짐 규제부(70)와 동일 형상으로 중심축선(L0) 둘레에 형성된 축 구부러짐 규제부(74)를 가진다. 축 구부러짐 규제부(74)의 후단 개구부(74b)는 축 성형부(73)의 내경보다 큰 내경을 가지도록 형성하고, 성형된 엔진 밸브의 축부를 인도하기 쉽게 한다.
또, 금형 고정 링(66)의 내측의 원형 구멍은 금형 고정 구멍(75)으로서 형성되고, 금형 고정 구멍(75)의 내경은 성형 금형(59) 및 제1 축 가이드 금형(60)의 외경보다 미소 길이만큼 작게 형성된다. 성형 금형(59) 및 제1 축 가이드 금형(60)은 금형 고정 구멍(75)에 압입됨으로써 고정된다. 그 결과, 축 성형부(73)와 축 구부러짐 규제부(74)는 동일 축(중심축선(L0))에 고정된다.
한편, 제2 축 가이드 금형(62)의 플랜지부(62a)의 상면(62e)에는 인접하도록 플랜지부(62a)와 동일한 외경을 가지는 원통형상의 홀더(67)가 배치된다. 홀더(67)의 내측의 원형 구멍(76)은 금형 고정 링(66)의 외경보다 미소 길이만큼 작게 형성된다.
복수의 통 부재(64)를 삽입한 제2 축 가이드 금형(62)과 홀더(67)는 도 2에 나타내는 바와 같이 금형 고정 링(66)의 선단(66a)을 원형 구멍(76)으로부터 링 고정 구멍(71)의 바닥부(71a)에 이르기까지 압입함으로써 일체화된다. 또, 성형 금형(59)과 제1 축 가이드 금형(60)은 금형 고정 링(66)의 금형 고정 구멍(75)에 압입됨으로써 제2 축 가이드 금형(62)에 일체화된다. 그 때, 금형 고정 링(66)의 금형 고정 구멍(75)은 제2 축 가이드 금형(62)의 가이드부(63)에 대하여 동일 축(중심축선(L0))에 배치되기 때문에, 성형 금형(59)의 축 성형부(73), 제1 축 가이드 금형(60)의 축 구부러짐 규제부(74) 및 복수의 통 부재(64)의 각각의 축 구부러짐 규제부(70)의 각 중심축선은 모두 동일 축(중심축선(L0))에 배치된다. 축 성형부(73)와 축 구부러짐 규제부(74)와 복수의 축 구부러짐 규제부(70)가 동일 축(중심축선(L0)) 상에 정밀도 좋게 배치되기 때문에, 성형되는 엔진 밸브의 축부는 축 구부러짐 규제부(74)와 복수의 축 구부러짐 규제부(70)에 의해 축 구부러짐이 정밀도 좋게 규제된다.
한편, 도 3에 나타내는 2차 성형용 금형군(48)은 성형 금형(80), 축 가이드 금형(81), 축 구부러짐의 발생을 규제하는 축 구부러짐 규제부(83)를 가지는 복수의 원통형상의 통 부재(82), 제1 홀더(84), 제2 홀더(85) 및 녹아웃 핀(86)에 의해 구성된다.
축 가이드 금형(81)은 플랜지부(81a)와 원통부(81b)에 의해 형성된다. 축 가이드 금형(81)에는 통 부재(82)의 외경과 대략 동일한 내경을 가지는 동심원 구멍 형상의 가이드부(87)와, 가이드부(87)보다 소직경이며, 가이드부(87)의 선단에 연통하는 원형 구멍(88)이 중심축선(L1) 둘레에 형성된다. 각 통 부재(82)는 내측에 축 구부러짐 규제부(83)를 가지고, 또한 가이드부(87)에 삽입된다. 각 통 부재(82)의 축 구부러짐 규제부(83)는 각각 선단측(도 3의 Lw 방향)을 향하고, 또한 중심축선(L1)을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 원추대 구멍에 의해 구성됨으로써, 가이드부(87)와 동일 축(중심축선(L1))에 배치된다. 축 구부러짐 규제부(83)는 각 통 부재(82)의 후단부(82b)로부터 선단부(82a)에 걸쳐 전역에 형성된다.
가이드부(87)와 원형 구멍(88)의 경계에 형성되는 단차부(89)는 복수의 통 부재(82) 중 가장 선단부측에 삽입된 통 부재(82)가 단차부(89)에 유지됨으로써, 가장 후단부측에 삽입된 통 부재(82)의 후단부(82b)가 가이드부(87)의 후단 개구부(87a)와 한면이 되어 유지되도록 형성된다. 원형 구멍(88)과 축 구부러짐 규제부(83)에는 이들의 선단측(부호 Lw측)으로부터 녹아웃 핀(86)이 삽입된다.
또, 성형 금형(80)은 L1을 중심축선으로 하는 하향의 우산형 오목부 형상으로 이루어지는 우산형 성형부(91)를 가지고, 또한 우산형 성형부(91)의 선단에 연속하여 일체로 형성됨과 아울러 우산형 성형부(91)와 동일 축(중심축선(L1))에 형성된 원형 구멍 형상의 축 성형부(92)를 가진다. 성형 금형(80)과 축 가이드 금형(81)의 플랜지부(81a)는 외경이 동일한 대략 원통형상으로 형성되고, 제1 및 제2 홀더(84, 85)는 모두 원통형상으로 형성되고, 또한 동일한 외경을 가지도록 형성된다. 제1 홀더(84)의 내측의 원형 구멍(90)의 내경은 성형 금형(80) 및 플랜지부(81a)의 외경보다 미소 길이만큼 작게 형성되고, 제2 홀더(85)의 내측의 원형 구멍(93)의 내경은 축 가이드 금형(81)의 원통부(81b)의 외경에 대하여 약간 큰 직경으로 형성된다.
성형 금형(80) 및 축 가이드 금형(81)은 원형 구멍(90)에 압입됨으로써 제1 홀더(84)에 고정된다. 그 결과, 축 성형부(92)와 복수의 축 구부러짐 규제부(83)는 모두 동일 축(중심축선(L1)) 상에 배치된다. 축 성형부(92)와 복수의 축 구부러짐 규제부(83)가 동일 축(중심축선(L1)) 상에 정밀도 좋게 배치됨으로써, 성형되는 엔진 밸브의 축부는 축 구부러짐 규제부(83)에 의해 축 구부러짐이 정밀도 좋게 규제된다.
다음에 도 1~4에 의해, 엔진 밸브의 일련의 성형 공정을 설명한다. 엔진 밸브 성형용의 금속 소재는 1차 성형용 금형군(47)에 의해 1차 성형품으로 단조 가공된 후, 2차 성형용 금형군(48)에 의해, 엔진 밸브로 2차 성형된다.
소재의 1차 성형 공정에 있어서는, 우선 도 2에 나타내는 바와 같이 금속 소재(95)를 성형 금형(59)의 우산형 성형부(72) 상에 배치하여, 상방의 상측 대좌부(41)를 Lw 방향으로 하강시킨다. 상측 대좌부(41)가 하강하면, 압압부(49)의 압압 부재(50)가 우산형 성형부(72) 상의 금속 소재(95)에 눌려, 우산형 성형부(72) 상의 금속 소재(95)의 일부가 축 성형부(73)에 압출된다. 축 성형부(73)에 압출된 금속 소재(95)의 일부는 축부 형성 부위(96a)로 성형되고, 우산형 성형부(72) 상에 남겨진 금속 소재(95)의 잔부가 되는 우산부(필렛부) 형성 부위(96b)와 함께 1차 성형품(도 4의 부호 96을 참조)으로 성형된다.
도 2에 있어서 도시하지 않는 축부 형성 부위의 선단은 압출 단조 성형에 의해 축 구부러짐이 생기면서 제1 축 가이드 금형(60)의 축 구부러짐 규제부(74) 내에 침입하고, 중심축선(L0)을 향하여 축부 형성 부위의 진행 방향으로 끝이 가늘어지는 경사면에 신속하게 접촉한다. 경사면에 접촉한 축부 형성 부위의 선단은 축 구부러짐 규제부(74)의 선단 개구부(74a)를 향함에 따라 서서히 축 구부러짐이 규제된 뒤, 축 구부러짐 규제부(70)에 침입한다. 축 구부러짐 규제부(74)에 의한 축 구부러짐의 규제가 불충분한 경우, 축부 형성 부위의 선단은 연속하여 복수 배치된 축 구부러짐 규제부(70)의 경사면에 접촉함으로써 반복하여 축 구부러짐이 규제된다. 그 결과, 축부 형성 부위는 축 구부러짐이 대폭 저감된다. 성형된 1차 성형품(96)은 축부 형성 부위의 선단이 녹아웃 핀(69)에 의해 상방(부호 UP 방향)으로 밀려올라감으로써 1차 성형용 금형군(47)으로부터 취출되고, 2차 성형용 금형군(48)에 실린다.
도 4는 2차 성형용 금형군(48)에 의한 1차 성형품(96)의 2차 성형 공정을 나타낸다. 도 4에 있어서는, 좌측 도면으로부터 우측 도면을 향하여 성형 공정이 진행한다. 2차 성형 전의 1차 성형품(96)의 축부 형성 부위(96a)는 도 4의 좌측으로부터 1번째의 도면에 나타내는 바와 같이 성형 금형(80)의 축 성형부(92)로부터 축 가이드 금형(81)의 축 구부러짐 규제부(83)에 삽입된다. 그 때, 녹아웃 핀(86)은 적당한 높이까지 상승시켜 두고, 축부 형성 부위(96a)의 선단이 녹아웃 핀(86)에 접촉했을 때에 우산부 형성 부위(96b)가 우산형 성형부(91)로부터 상방으로 떨어진 상태로 유지되도록 한다. 2차 성형 직전까지 우산부 형성 부위(96b)를 우산형 성형부(91)로부터 떼어놓음으로써, 우산부 형성 부위(96b)에는 열 빠짐 현상이 일어나기 어렵게 된다. 그 결과, 2차 성형 후의 엔진 밸브의 형상에는 흔들림이 발생하기 어렵게 된다.
2차 성형 공정에 있어서는, 도 4의 좌측으로부터 2번째의 도면에 나타내는 바와 같이, 2차 성형 공정의 개시 직전에 우산부 형성 부위(96b)가 우산형 성형부(91)에 접촉할 때까지 녹아웃 핀(86)을 하강시키고, 도 1에 나타내는 바와 같이 상방의 상측 대좌부(41)를 Lw 방향으로 하강시킨다. 상측 대좌부(41)가 하강하면, 압압부(49)의 압압 부재(51)가 우산형 성형부(91) 상의 1차 성형품(96)의 우산부 형성 부위(96b)에 눌린다. 그 결과, 우산형 성형부(91) 상의 우산부 형성 부위(96b)는 도 4의 좌측으로부터 3번째의 도면에 나타내는 우산부(필렛부)(97a)로 성형된다. 한편, 1차 성형품(96)의 축부 형성 부위(96a)는 우산부 형성 부위(96b)의 성형이 진행함에 따라, 축 가이드 금형(81) 내의 복수의 축 구부러짐 규제부(83) 내를 하강함으로써, 2차 성형 공정시에 발생한 축 구부러짐이 규제되어, 축부(97b)로 성형된다. 그 결과, 완성된 엔진 밸브는 축부의 축 구부러짐이 대폭 저감된다. 성형된 엔진 밸브(97)는 축부(97a)의 선단이 녹아웃 핀(69)에 의해 상방(부호 UP 방향)으로 밀려올라감으로써 2차 성형용 금형군(48)으로부터 취출된다.
또한, 도 5는 도 3의 축 가이드 금형(81)의 변형예를 나타내는 것이며, 그 밖의 구성은 축 구부러짐 규제부(83)의 변형예를 나타내는 것이며, 2차 성형용 금형군(48)과 공통된다. 도 5에 있어서는, 플랜지부(101a)와 원통부(101b)에 의해 형성되는 축 가이드 금형(101)의 중심축선(L2) 둘레에, 선단측(도 2의 Lw 방향)을 향하고, 또한 중심축선(L2)을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 원추대 구멍에 의해 구성되는 축 구부러짐 규제부(102)룰 반복하여 복수 형성한 것이다. 또한, 축 가이드 금형(101)에 있어서는, 축 구부러짐 규제부(102)를 일체로 형성하고 있지만, 축 구부러짐 규제부는 소모시의 교환의 관점에서, 도 2나 3과 같은 통 부재(64, 82)에 별도 부재로서 형성하고, 착탈이 자유롭게 하는 편이 바람직하다.
40…엔진 밸브의 단조 시스템
41…상측 대좌부
42…하측 대좌부
43~46…엔드 블록
43a~46a…평행면
50, 51…압압 부재
59, 80…성형 금형
60…제1 축 가이드 금형
62…제2 축 가이드 금형
63, 87…가이드부
64, 82…통 부재
64a, 82a…통 부재(축 구부러짐 규제부)의 선단부
64b, 82b…통 부재(축 구부러짐 규제부)의 후단부
66…금형 고정 링(홀더)
67…홀더
69, 86…녹아웃 핀
70, 74, 83…축 구부러짐 규제부
72, 91…우산형 성형부
73, 92…축 성형부
81…축 가이드 금형
84…제1 홀더
95…소재
96…1차 성형품(소재)
97…엔진 밸브
97a…축부
L0, L1, L2…중심축선

Claims (6)

  1. 우산형 성형부의 선단에 연속하여 형성된 원형 구멍 형상의 축 성형부를 가지고, 압압 부재에 의해 우산형 성형부 상의 소재를 축 성형부에 압출 단조하는 엔진 밸브의 성형 금형과, 축 성형부의 선단에 연통함과 아울러 축 성형부와 동일 축에 배치되고, 축 성형부로부터 압출된 엔진 밸브의 축부의 가이드부를 가지는 축 가이드 금형을 가지는 엔진 밸브의 단조 시스템에 있어서,
    상기 가이드부에는 후단부로부터 선단부에 걸쳐, 가이드부의 중심축선 방향을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 형상을 가지는 축 구부러짐 규제부가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 밸브의 단조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 축 구부러짐 규제부가 가이드부의 중심축선을 따라 연속하여 복수 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 밸브의 단조 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 축 구부러짐 규제부는 통 부재의 내측에 형성되고,
    또한 상기 축 구부러짐 규제부는 상기 통 부재의 후단부로부터 선단부에 걸쳐, 통 부재의 중심축선을 향하여 서서히 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되고,
    상기 가이드부는 상기 축 구부러짐 규제부의 중심축선과 동일 축이 되도록 통 부재를 내측에 고정시키는 하나의 원형 구멍인 것을 특징으로 하는 엔진 밸브의 단조 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 금형과 축 가이드 금형을 압입하여 고정시키는 금형 고정 구멍이 설치된 홀더를 가지고,
    상기 축 성형부와 상기 가이드부는 금형 고정 구멍에 압입 고정되었을 때에 이들의 중심축선이 일치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 밸브의 단조 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축 가이드 금형 내에 앞뒤 방향으로 진퇴 가능하게 구성됨과 아울러, 성형된 필렛 형성 부위와 축 성형 부위로 이루어지는 엔진 밸브의 1차 성형품을 후방으로 압출하여 필렛 형성 부위를 성형 금형의 우산형 성형부로부터 떼어놓은 상태로 유지 가능하게 구성된 엔진 밸브를 성형 금형으로부터 분리하기 위한 녹아웃 핀을 가지는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브의 단조 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 금형과 축 가이드 금형을 고정하는 하측 대좌부와, 상기 축 성형부의 중심축선과 직교하는 면에 대하여 평행하게 되도록 하측 대좌부에 접근하면서 상기 우산형 성형부 상의 소재에 닿아서 누르는 상측 대좌부를 가지고, 상기 하측 대좌부 및 상측 대좌부에는 축 성형부의 중심축선과 직교하는 면에 대한 평행면을 각각 가지는 한 쌍의 엔드 블록이 적어도 2세트 이상 설치되고, 상측 대좌부는 상측 대좌부의 엔드 블록의 평행면이 하측 대좌부의 엔드 블록의 평행면에 접촉함으로써 하측 대좌부로의 접근을 정지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 밸브의 단조 시스템.
KR1020147018328A 2011-12-27 2011-12-27 엔진 밸브의 단조 시스템 KR101474751B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/080263 WO2013098956A1 (ja) 2011-12-27 2011-12-27 エンジンバルブの鍛造システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140088919A true KR20140088919A (ko) 2014-07-11
KR101474751B1 KR101474751B1 (ko) 2014-12-19

Family

ID=48696523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147018328A KR101474751B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 엔진 밸브의 단조 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9283615B2 (ko)
EP (1) EP2799161A4 (ko)
JP (1) JP5581456B2 (ko)
KR (1) KR101474751B1 (ko)
CN (1) CN104023870B (ko)
TW (1) TWI485017B (ko)
WO (1) WO2013098956A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102177155B1 (ko) * 2019-09-03 2020-11-10 김영길 냉간 단조 압출 금형

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI622490B (zh) * 2014-10-21 2018-05-01 王正平 精密擠切成形機
FI3871800T3 (fi) * 2018-10-26 2023-05-23 Nittan Corp Menetelmä moottorin venttiilin kohoumaosalla varustetun välituotteen valmistamiseksi

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2138528A (en) * 1932-02-10 1938-11-29 Eaton Mfg Co Method of forming a valve
US2278293A (en) * 1941-04-16 1942-03-31 William J Watson Forging apparatus
US2411734A (en) * 1942-03-11 1946-11-26 Thompson Prod Inc Cold worked hollow stem valve
US2392175A (en) * 1942-03-11 1946-01-01 Thompson Prod Inc Process of making hollow valves
US2426422A (en) * 1945-02-15 1947-08-26 Carel T Torresen Method of making expandable rivets
US3149415A (en) * 1959-06-01 1964-09-22 Aurousseau & Cie Ets Method of producing welded bimetallic tubular connections
US3161285A (en) * 1963-06-07 1964-12-15 Elmer D Hummer Rotary belt cleaner
JPS6099446A (ja) * 1983-11-01 1985-06-03 Riyouji Usami 鍛造用ダイス
US5007266A (en) * 1989-03-08 1991-04-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Successive cold working process
JP2598995B2 (ja) 1989-05-01 1997-04-09 フジオーゼックス株式会社 エンジンバルブの成形方法及びその装置
JPH03242408A (ja) * 1990-02-16 1991-10-29 Aisan Ind Co Ltd 中空エンジンバルブの製造方法
US7043955B2 (en) * 1997-12-05 2006-05-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Forging die apparatus
US6035688A (en) * 1997-12-05 2000-03-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Forging die apparatus
JP2000079441A (ja) 1998-09-02 2000-03-21 Honda Motor Co Ltd 鍛造用金型装置
JP2000190046A (ja) * 1998-12-21 2000-07-11 Aisin Seiki Co Ltd 鍛造方法
JP3737025B2 (ja) 2000-10-04 2006-01-18 本田技研工業株式会社 冷間押出成形用の金型装置
JP2004148396A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Daido Steel Co Ltd 舶用エンジンバルブの製造方法および製造装置
JP2010089154A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Toyota Motor Corp 中空品の製造方法及び製造装置並びに中空品
JP2011125910A (ja) 2009-12-18 2011-06-30 Daido Steel Co Ltd 鍛造治具
JP4526097B1 (ja) * 2009-12-24 2010-08-18 株式会社 吉村カンパニー 中空エンジンバルブの弁傘部の製造方法及び中空エンジンバルブの弁傘部のプレス装置及び中空エンジンバルブ
JP5404472B2 (ja) * 2010-02-26 2014-01-29 三菱重工業株式会社 中空エンジンバルブの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102177155B1 (ko) * 2019-09-03 2020-11-10 김영길 냉간 단조 압출 금형

Also Published As

Publication number Publication date
US20140345354A1 (en) 2014-11-27
CN104023870B (zh) 2016-01-27
EP2799161A4 (en) 2015-04-08
KR101474751B1 (ko) 2014-12-19
WO2013098956A1 (ja) 2013-07-04
TWI485017B (zh) 2015-05-21
JPWO2013098956A1 (ja) 2015-04-30
EP2799161A1 (en) 2014-11-05
JP5581456B2 (ja) 2014-08-27
TW201345628A (zh) 2013-11-16
US9283615B2 (en) 2016-03-15
CN104023870A (zh) 2014-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102182154B1 (ko) 프레스 부품의 성형 방법, 프레스 부품의 제조 방법 및 프레스 부품의 성형용 금형
KR101474751B1 (ko) 엔진 밸브의 단조 시스템
US9630240B2 (en) Forged material sizing method and apparatus
US20150020566A1 (en) Forging device for the production of a piston blank, and method for the production of the piston blank by means of said forging device
EP2208930A2 (en) Manufacturing method of heater tube of glow plug and glow plug
JP3856578B2 (ja) 軸受素形材の形成方法
JP2011240362A (ja) プーリの成形方法
KR20150070735A (ko) 센터 게이트형 다이캐스트 금형장치 및 이를 이용한 축대칭 방사형 제품의 제조방법
JP2000079441A (ja) 鍛造用金型装置
JP4885893B2 (ja) 段部付きシャフトの製造方法及びアーマチャシャフトの製造方法、並びに段部付きシャフトの成型装置
KR101079975B1 (ko) 외경이 동일하고 내벽의 두께가 상이한 파이프의 업셋 단조장치
JP6346745B2 (ja) 鍛造加工方法
JP6240244B2 (ja) 冷間鍛造金型及び冷間鍛造方法
JP7295721B2 (ja) 鍔付き部品およびその圧造方法
JP4153880B2 (ja) 段付中空部材の製造方法及び装置
RU1801053C (ru) Способ изготовлени полых деталей с конусными кромками
CN109201930B (zh) 用于制造车辆悬架的顶部安装件的系统
CN114340812B (zh) 不等厚管的挤压成型方法以及不等厚管的挤压成型装置
JP2018008281A (ja) 横型連続多段圧造機
JP2018199146A (ja) 円筒部の製造方法
JP4066364B2 (ja) 鍛造用金型
US9746030B2 (en) Method for producing an extruded bearing journal
JP2009101366A (ja) 変速機用歯車の鍛造成形装置及び鍛造成形方法
KR101505786B1 (ko) 가스스프링의 커넥터캡 제조방법
JP3099760U (ja) 圧造成形機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant