PL192478B1

PL192478B1 - Toolhead in particular that for machining valve seat in cylinder heads of internal combustion engines

Info

Publication number: PL192478B1
Application number: PL334671A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Próchniewicz
Original assignee: Prochniewicz Zbigniew
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2006-10-31
Also published as: PL334671A1; AU6030400A; WO2001008847A1

Abstract

A toolhead, designed particularly for machining of valve seats in combustion engines heads, incorporating a casing (1) in form of a hub with disc and guiding sleeve (6) fixed centrally on one side with the end piece (2) to be used for connection of the tool head with the machine tool spindle, a set of tools with straight blades enabling selection of working tools set (4) to be fixed perpendicularly on the disc using the bolts and channels (3) with possibility of adjustment for each tool (4) along the channels (3). With the toolhead on a machine tool, valve sets can be machined using single boring cut.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest głowica nożowa zwłaszcza do obróbki gniazd zaworowych w głowicach silników spalinowych do wytaczania jednym przejściem, kolejno występujących powierzchni stożkowych, będących składowymi otworu gniazda zaworowego, zestawem noży w ilości równej ilości obrabianych powierzchni, z możliwością otrzymywania różnych szerokości przylgni jak i ich średnic w gniazdach osadzonych w głowicach silników spalinowych.The subject of the invention is a cutter head, especially for machining valve seats in heads of internal combustion engines for boring with one pass, successively occurring conical surfaces, which are components of the valve seat opening, with a set of knives in an equal number of machined surfaces, with the possibility of obtaining various seat widths and their diameters in sockets embedded in the heads of internal combustion engines.

Część robocza gniazda silników spalinowych, tworzona jest przeważnie przez trzy kolejno następujące po sobie stożkowe powierzchnie - pomocniczą górną, powierzchnię przylgni i powierzchnię pomocniczą dolną. Podczas naprawy silników spalinowych, występuje potrzeba regeneracji tych powierzchni skrawaniem lub też potrzeba obróbki gniazd nowych, wstawionych za gniazda uszkodzone. Najczęściej zabiegów tych dokonuje się ręcznie, frezami stożkowymi. Przy dzisiejszej ilości różnych typów silników spalinowych, dobre zakłady naprawcze muszą posiadać co najmniej kilkadziesiąt odpowiednich frezów. Ponadto obróbka gniazd frezami jest niedokładna, należy jeszcze je szlifować i docierać. Fabryka Obsługowych Urządzeń Samochodowych w Warszawie, próbowała w latach 60-tych usprawnić obróbkę gniazd, produkując dla rynku do swoich frezarek FGZ-1 „głowiczkę nożową”. W „głowiczce” był mocowany pod kątem 45° do jej osi, jeden nóż -dla obróbki jednej powierzchni. Dla trzech powierzchni należało zmieniać trzy razy noże. Konstrukcja „słowiczki” nie zapewniała potrzebnej dokładności obróbki gniazd. Produkcji zaprzestano. Innych krajowych rozwiązań brak. Importowane obrabiarki do obróbki gniazd są drogie. Posiadają noże z ostrzem o wciętym profilu ostrza połączonych trzech prostych o kształcie rozwartej litery C. Takimi nożami posługują się firmy: włoska Berco, francuska Serdi, amerykańska Suny. Nóż o profilu C może służyć do gniazd o różnych średnicach, ale o jednej szerokości powierzchni przylgni i tych samych kątach powierzchni pomocniczych. Dlatego firmy te zmuszone sadła dzisiejszych silników, do produkcji różnych profilowych noży lub nakładek nożowych w ilościach setek sztuk, o czym świadczą katalogi noży firmy Serdi. Ponieważ wykonanie noża profilowego lub nakładki widiowej jest wysoce specjalizowane, noże te są dla naszego rynku praktycznie niedostępne. Warunków dla wykonywania takich noży o potrzebnej dokładności w narzędziowniach krajowych nie ma.The working part of the internal combustion engine seat is usually formed by three consecutive conical surfaces - the upper auxiliary surface, the seat surface and the lower auxiliary surface. When repairing internal combustion engines, there is a need to regenerate these surfaces with machining or the need to process new sockets placed behind damaged sockets. Most often, these operations are performed manually with conical cutters. With today's number of different types of combustion engines, good repair facilities must have at least several dozen suitable cutters. In addition, the machining of sockets with milling cutters is inaccurate, they still need to be ground and lapped. In the 1960s, Fabryka Obsługowych Urządzeń Samochodowych in Warsaw tried to improve the processing of sockets by producing a "cutter head" for its milling machines FGZ-1 for the market. In the "head" was mounted at an angle of 45 ° to its axis, one knife - for machining one surface. For three surfaces, the knives had to be changed three times. The construction of the "nightingales" did not provide the necessary accuracy in the processing of the nests. Production was discontinued. There are no other national solutions. Imported cavity machines are expensive. They have knives with a blade with an indented blade profile connected by three straight C-shaped knives. Such knives are used by the following companies: Italian Berco, French Serdi, American Suny. The C-profile knife can be used for slots of different diameters, but with one seat surface width and the same angles of auxiliary surfaces. Therefore, these companies have forced the fat of today's engines to produce various profile knives or knife tips in quantities of hundreds of pieces, as evidenced by the Serdi knife catalogs. As the execution of a profile knife or a Widia overlay is highly specialized, these knives are practically unavailable for our market. There are no conditions for making such knives with the necessary accuracy in domestic tool shops.

Duża ilość noży utrudnia posługiwanie się nimi.A large number of knives makes their handling difficult.

Głowica nożowa w/g wynalazku służy do obróbki praktycznie wszystkich gniazd zaworowych, występujących w dzisiejszych silnikach spalinowych osadzonych w głowicach silnikowych, małym kompletem prostych noży. W tym celu posiada korpus o postaci tarczy, która z jednej strony posiada korzystnie wydłużoną piastę, zakończoną końcówką do łączenia głowicy nożowej z wrzecionem obrabiarki. Końcówka ta może być cylindryczna, stożkowa, przegubowa itp. Od dolnej strony tarcza na swej płaszczyźnie posiada promieniowo usytuowane prostokątne kanały, a w nich wydłużone otwory. Kanały służą do mocowania prostopadle do płaszczyzny tarczy śrubami przez wydłużone otwory roboczego zestawu trzech noży z możliwością suwliwego ich przestawiania w celach regulacyjnych. Regulując noże można otrzymywać dowolne średnice poszczególnych powierzchni gniazda jak i żądaną szerokość powierzchni przylgni zaworowej. Centralnie w osi korpusu osadzona jest naprowadzająca tulejka, korzystnie wydłużona do poziomu ostrzy noży. Pozwala ona naprowadzać głowicę nożową współosiowo z prowadnicą zaworową, po trzpieniu prowadzącym, pochodzącym od frezów obróbki ręcznej, wprowadzonym przed obróbką mechaniczną gniazda, w otwór prowadnicy. Trzpień może być ustalany nieruchomo w prowadnicy zaworowej, a drugą połowę ma pasowaną obrotowo do naprowadzającej tulejki lub innego typu - ustalany w głowicy, a obracający się dolną częścią w prowadnicy zaworowej. Głowica w/g wynalazku posiada komplet noży składający się z trzech grup.The cutter head according to the invention is used to process virtually all valve seats, present in today's combustion engines embedded in engine heads, with a small set of straight knives. For this purpose, it has a disc-shaped body which on one side preferably has an elongated hub ending with a tip for connecting the cutter head to the machine tool spindle. This end can be cylindrical, conical, articulated, etc. On the lower side, the disc has radially arranged rectangular channels on its plane and elongated holes in them. The channels are used for fixing perpendicular to the plane of the shield with screws through the elongated openings of the working set of three knives, with the possibility of their sliding adjustment for adjustment purposes. By adjusting the knives, it is possible to obtain any diameters of the individual seat surfaces as well as the desired width of the valve seat surface. A guide sleeve is mounted centrally in the axis of the body, preferably extended to the level of the knife blades. It allows the cutter head to be guided coaxially with the valve guide, along the guide pin, coming from the manual machining cutters, introduced before the machining of the socket, into the guide hole. The spindle may be fixed in the valve guide and the other half pivotally fitted to the alignment sleeve or some other type - fixed in the head and bottom pivoted in the valve guide. The head according to the invention has a set of knives consisting of three groups.

Noże z jednej grupy służą do obróbki jednej powierzchni gniazda, a różnią się od siebie kątami ostrzy, zgodnymi z kątami występującymi w gniazdach.Knives from one group are used for machining one surface of the seat, and they differ from each other in blade angles, consistent with the angles occurring in the seats.

Pierwsza grupa noży służy do obróbki pomocniczej powierzchni górnej i posiada cztery noże o kątach ostrzy 20°, 15° i 0°. Druga grupa noży obrabia powierzchnię przylgni jednym z dwóch noży: 45° i 30°, które są dłuższe od noży z pierwszej grupy o szerokość pasa najszerszej założeniowe przyjętej powierzchni przylgni. Noże z trzeciej grupy służą do obrabiania pomocniczej powierzchni dolnej, jednym z dwóch noży o kątach 60° i 75° i są dłuższe od noży drugiej grupy o założeniowe przyjętą szerokość pasa, w którym leżą powierzchnie pomocnicze dolne. Do obróbki danego gniazda dobiera się po jednym nożu z każdej grupy, tworząc roboczy zestaw składający się przeważnie z trzech noży.The first group of knives is used for processing the auxiliary upper surface and has four knives with cutting angles of 20 °, 15 ° and 0 °. The second group of knives treats the seat surface with one of the two knives: 45 ° and 30 °, which are longer than the knives from the first group by the width of the strip at the widest assumed seat surface. The knives from the third group are used for machining the auxiliary bottom surface, one of the two knives with an angle of 60 ° and 75 ° and are longer than the knives of the second group by the assumed width of the strip in which the lower auxiliary surfaces lie. For machining a given nest, one knife from each group is selected, creating a working set consisting usually of three knives.

Trzonki noży są korzystnie wzdłużnymi wycinkami z półwyrobów o postaci tulei ze stożkowym kołnierzem i stanowią 1/4 jej część. Tuleja - półwyrób posiada otwór o średnicy równej średnicy zePL 192 478 B1 wnętrznej tulejki naprowadzającej głowicę. Wysokość tulei - półwyrobu jest równa długości noży. Trzonek wycięty z tulei-półwyrobu posiada stopkę, którą mocowany jest w kanale tarczy głowicy i jest poszerzona w kierunku zewnętrznym głowicy.The knife handles are preferably longitudinal cuttings from workpieces in the form of a sleeve with a conical collar and constitute 1/4 of it. The sleeve - the blank has a hole with a diameter equal to the diameter of the outer sleeve guiding the head. The height of the sleeve - the blank is equal to the length of the knives. The shank cut from the blank sleeve has a foot, which is mounted in the channel of the head disc and is widened towards the outside of the head.

W głowicy nożowej posiadającej korzystnie cztery kanały nożowe zakłada się czwarty nóż o ostrzu prostopadłym do jego długości, który służy do wytaczania uszkodzonych gniazd lub otworów nowych dla osadzania gniazd wymiennych -w tym przypadku pozostałe noże wycofane są w pozycje neutralne, a jeżeli wystąpi potrzeba obróbki gniazda z czterema powierzchniami dobiera się do zestawu czwarty nóż.A fourth knife with a blade perpendicular to its length is installed in the cutter head having preferably four knife channels, which is used to bore damaged sockets or new holes for inserting replaceable nests - in this case, the remaining knives are retracted into neutral positions, and if there is a need to process the socket with four faces a fourth knife is selected for the set.

Noże w głowicy mocowane są pewnie, dodatkowo dociskane są składowymi siłami skrawania do ścianek kanałów, a rozłożenie oporów skrawania na trzy noże sprawia, że skrawanie odbywa się łagodniej.The knives in the head are securely fastened, additionally they are pressed by the component cutting forces to the walls of the channels, and the distribution of cutting resistance over three knives makes the cutting process smoother.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania, przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje półprzekrój głowicy nożowej, uwidaczniając postać korpusu, prostopadłe mocowanie trzech noży do tarczy korpusu oraz tulejkę naprowadzającą, afig. 2 głowicę od dołu z położeniem 4-ech kanałów, w których są podłużne otwory z zamocowanymi w nich nożami.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a half-section of the cutter head, showing the shape of the body, the perpendicular mounting of three knives to the body disc and the guide bushing, Fig. 2 the head from the bottom with the location of 4 channels in which there are oblong holes with knives mounted in them.

Figura 3 pokazuje postać trzonka, który korzystnie wytworzony stanowi 1/4 część tulei z kołnierzem, a fig.4 obrazuje podział funkcyjny roboczego zestawu noży oraz funkcję noża czwartego, który służy do wytaczania uszkodzonego gniazda w miejsce którego osadza się gniazdo wymienne lub wytacza nowy otwór pod gniazdo.Figure 3 shows the form of the shank, which is preferably manufactured as 1/4 part of the sleeve with a collar, and Figure 4 shows the functional division of the working set of knives and the function of the fourth knife, which is used to bore a damaged seat in the place of which a replaceable seat is placed or a new hole is bored. under the nest.

Korpus 1ma postać tarczy, której średnica uzależniona jest od założeniowe przyjętej największej średnicy obrabianych gniazd. Tarcza z jednej strony przechodzi korzystnie w wydłużoną piastę z końcówką 2, która służy do łączenia głowicy nożowej z wrzecionem obrabiarki. Dolna krawędź 3 jest korzystnie ścięta. W płaszczyźnie tarczy w osiach jej symetrii są wykonane korzystnie cztery prostokątne kanały 3, w których zamocowane są prostopadle do tarczy z suwliwym pasowaniem noże 4 przy pomocy śrub i otworów gwintowanych, znajdujących się w stopkach trzonków noży 4 przez podłużne otwory 5. Centralnie w korpusie 1 osadzona jest tulejka naprowadzająca 6. Noże 4 mogą być przestawiane w ramach długości podłużnych otworów 5. Postać noży 4 pochodzi głównie z wzdłużnych wycinków tulei z kołnierzem, która jest ich półwyrobem i jeden nóż 4 stanowi 1/4 część tulei stąd noże 4 mają podłużne rowki 7, ścięcia 8, stopki 9 oraz zaokrąglenia boku 10.The body 1 is in the form of a disk, the diameter of which depends on the assumed largest diameter of the machined sockets. The disc on one side preferably passes into an elongated hub with a tip 2, which serves to connect the cutter head to the machine tool spindle. The lower edge 3 is preferably chamfered. In the plane of the disc in the axes of its symmetry there are preferably four rectangular channels 3, in which the knives 4 are mounted perpendicularly to the disc with a sliding fit by means of screws and threaded holes, located in the feet of the knife handles 4 through oblong holes 5. Centrally in the body 1 a guide sleeve 6 is embedded. Knives 4 can be adjusted within the length of the oblong holes 5. The shape of knives 4 comes mainly from longitudinal sections of a sleeve with a collar, which is their blank, and one knife 4 is 1/4 part of the sleeve, hence the knives 4 have longitudinal grooves 7, chamfers 8, flange 9 and side rounding 10.

Przedmiotowa głowica odznacza się prostą konstrukcją, małą ilością potrzebnych noży, dostępnością otrzymywania żądanych kątów ostrza. Posługując się nią można otrzymywać obróbkę gniazd „na gotowo” - bez potrzeby docierania. Może być stosowana na różnych wytaczarkach lub innych przystosowanych obrabiarkach jak frezarkach, wiertarkach itp.The head in question is characterized by a simple structure, a small number of necessary knives, and the availability of obtaining the desired blade angles. With it, you can get ready machining of seats - without the need for lapping. It can be used on various boring machines or other adapted machine tools such as milling machines, drills, etc.

Te cechy mogą sprawić, że może stać się powszechnie stosowanym narzędziem w zakładach mechaniki samochodowej.These features can make it a commonly used tool in automotive repair shops.

Claims

Patent claims

A cutter head, in particular for machining valve seats in internal combustion engine heads, made of a body in the form of a disk with a hub, having knives mounted perpendicularly to the disc, and a centrally mounted guide bushing, characterized in that its body (1) has a hub, preferably on the elongated side, the tip (2), and on the opposite side a disc with adjustment channels (3) on the plane, in which the sets of knives (4) are mounted, and a centrally mounted guide sleeve (6).

2. The cutter head according to claim 1 A device as claimed in claim 1, characterized in that it has radially arranged rectangular adjustment channels (3) on the plane of the disc from below.

3. The cutter head according to claim 4. The method of claim 1, characterized in that it has oblong holes (5) in the control channels (3).

4. The cutter head according to claim The knife (4) of Claim 1, characterized in that each knife (4) of the working set has a different blade angle, but corresponding to the angle of the treated surface.

5. The cutter head according to claim 1 The cutter according to claim 1, characterized in that each knife (4) of the working set has a different length, but corresponding to the level of the surface being treated.

6. The cutter head according to claim A guide as claimed in claim 1, characterized in that it has a centrally seated, preferably elongated, alignment sleeve (6).

PL 192 478 B1

7. The cutter head according to claim A sleeve according to claim 1, characterized in that it has knives (4), the shape of which is obtained as one of the four longitudinally cut parts of the sleeve with a collar, with a groove (7) preferably formed along the knife and with cuts (8), a widened foot (9) and a side rounding ( 10).