CN103403305A - 中空发动机气门的制造方法 - Google Patents

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CN103403305A CN2012800092426A CN201280009242A CN103403305A CN 103403305 A CN103403305 A CN 103403305A CN 2012800092426 A CN2012800092426 A CN 2012800092426A CN 201280009242 A CN201280009242 A CN 201280009242A CN 103403305 A CN103403305 A CN 103403305A
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Abstract

本发明提供一种能够比较容易地制造具有所期望的壁厚的轴部的中空发动机气门的中空发动机气门的制造方法。在具有从轴部到阀头部的扩径部形成的中空部的中空发动机气门的制造方法中，包括：对中空发动机气门的阀主体半完成品(10)进行旋转塑性加工，从而使轴部缩径的旋转塑性加工工序，其中，该中空发动机气门的阀主体半完成品(10)由轴部(11)和与轴部连接的阀头部形成部分(12)构成，且从轴部到阀头部形成部分的扩径部形成有圆柱体形状的孔部(13)；紧接着该旋转塑性加工工序，通过对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工来使轴部的外径及内径缩径的缩颈加工工序；以及紧接着该缩颈加工工序，通过对轴部的前端进行密封来得到中空发动机气门的密封工序。

Description

中空发动机气门的制造方法
技术领域
本发明涉及从轴部(主体部)到阀头部的扩径部形成有中空部的中空发动机气门的制造方法。
背景技术
开发出各种中空发动机气门(阀)的制造方法，其中存在通过锻造来成形中空发动机气门的方法。例如，在专利文献1中公开一种中空发动机气门的阀头部的制造方法及中空发动机气门。
在专利文献1所记载的制造方法中，通过热锻，利用冲头在实心圆棒(圆柱状的钢坯材料)的上表面开设圆柱形的孔来形成杯状中间构件，并通过锻造使其下部扩径而成形出阀头部形成部分，并对其进行多次缩颈加工，由此逐渐挤压阀头部形成部分的上部而成形出阀头部及与其连接的中空轴部，从而得到中空发动机气门的阀主体。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第430291号(例如，参照[实施例1]、[图1]～[图4]等)
发明的概要
发明要解决的课题
在上述的中空发动机气门的制造方法中，如图6所示，将中空发动机气门的阀主体半完成品成形来得到阀主体。首先，如图6A所示，准备具有壁厚t0的轴部(主体部)101和与其连接的阀头部形成部分102的中空发动机气门的阀主体半完成品100。在中空发动机气门的阀主体半完成品100中，从轴部101到阀头部形成部分102的扩径部形成有直径d0的孔部103。接着，通过第一次缩颈加工，由此如图6B所示，轴部104成为壁厚t1(＞t0)，并且孔部105成为直径d1(＜d0)。然后，通过进行第二次缩颈加工，由此如图6C所示，轴部106成为壁厚t2(＞t1)，并且孔部107成为直径d2(＜d1)。这样反复进行多次缩颈加工，通过进行第n次缩颈加工，由此如图6D所示，轴部108成为壁厚tn(＞t(n-1))，并且孔部109成为直径dn(＜d(n-1))。
在上述的缩颈加工中，无法在中空发动机气门的阀主体半完成品的孔部内装入心轴(型芯)。因此，当通过缩颈加工挤压轴部时，根据该加工的次数，轴部的壁厚变厚。因此，中空发动机气门的阀主体的轴部的壁厚受中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的壁厚及缩颈加工的次数制约。另外，为了避免产生轴部折弯的压曲变形等，需要使中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的壁厚成为规定的大小以上。这样，在上述的中空发动机气门的制造方法中，难以得到具有所期望的壁厚的轴部的中空发动机气门。
发明内容
根据以上的情况，本发明为了解决上述的课题而作出，其目的在于提供一种能够比较容易制造具有所期望的壁厚的轴部的中空发动机气门的中空发动机气门的制造方法。
用于解决课题的手段
解决上述的课题的本发明的第一方面的中空发动机气门的制造方法为制造从轴部到阀头部的扩径部形成有中空部的中空发动机气门的方法，所述中空发动机气门的制造方法的特征在于，包括：
对中空发动机气门的阀主体半完成品进行旋转塑性加工，从而使所述轴部缩径的第一旋转塑性加工工序，其中，所述中空发动机气门的阀主体半完成品由轴部和与所述轴部连接的阀头部形成部分构成，且从所述轴部到所述阀头部形成部分的扩径部形成有圆柱体形状的孔部；
紧接着所述第一旋转塑性加工工序，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，从而使所述轴部的外径及内径缩径的缩颈加工工序，其中，所述挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分的扩径部及所述轴部进行按压的模具的模具孔的内径随着步骤的进展而逐步缩径；以及
紧接着所述缩颈加工工序，通过对所述轴部的前端进行密封来得到中空发动机气门的密封工序。
解决上述的课题的本发明的第二方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第一方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，所述旋转塑性加工是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
解决上述的课题的本发明的第三方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第一方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，
所述旋转塑性加工为一种组合，该组合包括：
使所述中空发动机气门的阀主体半完成品绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工；和
紧接着所述旋转模锻加工或所述旋压加工，在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
解决上述的课题的本发明的第四方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第一方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，
所述中空发动机气门的制造方法还包括第二旋转塑性加工工序，在该工序中，在对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行所述缩颈加工之后进行旋转塑性加工，由此在保持所述轴部的内径的大小的同时使其外径缩径。
解决上述的课题的本发明的第五方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第四方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，
所述第二旋转塑性加工工序中的所述旋转塑性加工是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品与所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
解决上述的课题的本发明的第六方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第四方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，
仅对所述轴部的上部以外的部分进行所述第二旋转塑性加工工序的所述旋转塑性加工，从而在所述轴部的上部以外的部分，保持内径的大小并使其外径缩径，而所述轴部的上部的外径保持加工前的大小并作为大径部，
在所述密封工序中，对所述大径部进行冲压来密封所述轴部的前端，从而得到所述中空发动机气门。
解决上述的课题的本发明的第七方面的中空发动机气门的制造方法为制造从轴部到阀头部的扩径部形成有中空部的中空发动机气门的方法，所述中空发动机气门的制造方法的特征在于，包括：
使用挤压工序数目的模具，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，从而使所述轴部的外径及内径缩径的第一缩颈加工工序，其中，所述中空发动机气门的阀主体半完成品由轴部和与所述轴部连接的阀头部形成部分构成，且从所述轴部到所述阀头部形成部分的扩径部形成有圆柱体形状的孔部，所述挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分的扩径部及所述轴部进行按压的模具的模具孔的内径随着步骤的进展而逐步缩径；
紧接着所述第一缩颈加工工序，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行旋转塑性加工，从而使所述轴部缩径的旋转塑性加工工序；以及
紧接着所述旋转塑性加工工序，通过对所述轴部的前端进行密封来得到中空发动机气门的密封工序。
解决上述的课题的本发明的第八方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第七方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，
所述旋转塑性加工是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
解决上述的课题的本发明的第九方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第七方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，
所述中空发动机气门的制造方法在对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行所述旋转塑性加工之后，还包括第二缩颈加工工序，在该第二缩颈加工工序中，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，从而使所述轴部的外径及内径缩径，其中，所述挤压工序数目的模具中，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分的扩径部及所述轴部进行按压的模具的模具孔的内径随着步骤的进展而逐步缩径。
解决上述的课题的本发明的第十方面的中空发动机气门的制造方法在本发明的第七方面的中空发动机气门的制造方法的基础上，其特征在于，
仅对所述轴部的上部以外的部分进行所述旋转塑性加工，从而在所述轴部的上部以外的部分，保持内径的大小并使其外径缩径，而所述轴部的上部的外径保持加工前的大小并作为大径部，
在所述密封工序中，对所述大径部进行冲压来密封所述轴部的前端，从而得到所述中空发动机气门。
发明效果
根据本发明的第一或第二方面的中空发动机气门的制造方法，在进行缩颈加工之前进行旋转塑性加工，由此能够使轴部的壁厚在整个周向及轴向上均匀化，从而能够使下一工序的缩颈加工中的成品率提高。另外，在进行旋转塑性加工之后仅进行缩颈加工，从而能够比较容易地制造具有所期望的壁厚的轴部的中空发动机气门。
根据本发明的第三方面的中空发动机气门的制造方法，不仅起到与本发明的第一方面的中空发动机气门的制造方法同样的作用效果，而且通过在使用型芯来进行旋转模锻加工或旋压加工之前，不使用型芯来进行旋转模锻加工或旋压加工，由此能够调整中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径及壁厚。
根据本发明的第四方面的中空发动机气门的制造方法，不仅起到与本发明的第一方面的中空发动机气门的制造方法同样的作用效果，而且通过在进行缩颈加工之后进行旋转塑性加工，从而能够将中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径调整成所期望的大小。并且，与最后进行缩颈加工的中空发动机气门的制造方法相比，能够提高中空发动机气门的轴部中的内径的加工精度。
根据本发明的第五方面的中空发动机气门的制造方法，不仅起到与本发明的第四方面的中空发动机气门的制造方法同样的作用效果，而且通过在进行缩颈加工之后使用型芯来进行旋转模锻加工或旋压加工，从而能够将中空发动机气门的轴部的外径调整成所期望的大小。并且，与最后进行缩颈加工的中空发动机气门的制造方法相比，能够提高中空发动机气门的轴部中的内径的加工精度。
根据本发明的第七或第八方面的中空发动机气门的制造方法，在通过进行缩颈加工而使轴部的内径成为所期望的大小之后来进行旋转塑性加工，由此能够将中空发动机气门的轴部的外径调整成所期望的大小。并且，与最后进行缩颈加工的中空发动机气门的制造方法相比，能够提高中空发动机气门的轴部中的内径的加工精度。
根据本发明的第九方面的中空发动机气门的制造方法，在进行缩颈加工之后进行旋转塑性加工，并紧接着该旋转塑性加工进一步进行缩颈加工，因此与进行缩颈加工之后进行旋转塑性加工来成形中空发动机气门的轴部的情况相比，在旋转塑性加工中能够使用直径大的型芯，能够抑制制造作业的烦杂化。
根据本发明的第六或第十方面的中空发动机气门的制造方法，通过一系列的加工作业能够闭塞轴部的端部，无需另行准备闭塞轴部的端部的构件，因此能够使制造工序简化。
附图说明
图1是用于说明本发明的第一实施例的中空发动机气门的制造方法的图，图1A中表示加工前的中空发动机气门的阀主体半完成品的立体图，图1B中表示旋转模锻加工时的状态，图1C中表示第一次缩颈加工时的状态，图1D表示第n次缩颈加工时的状态，图1E中表示中空发动机气门的完成品的立体图。
图2是表示本发明的中空发动机气门的制造方法的工序与轴部的内径及外径的大小的关系的图表。
图3是用于说明本发明的第六实施例的中空发动机气门的制造方法的图，图3A中表示俯视图，图3B中表示立体图。
图4是用于说明本发明的第六实施例的中空发动机气门的制造方法的图，图4A中表示端部加工前的中空发动机气门的截面，图4B中表示端部加工后的中空发动机气门的截面。
图5是用于说明本发明的中空发动机气门的制造方法的另一例的图，图5A中表示加工前的中空发动机气门的阀主体半完成品的立体图，图5B中表示旋压加工时的状态，图5C中表示第一次缩颈加工时的状态，图5D中表示第n次缩颈加工时的状态，图5E中表示中空发动机气门的完成品的立体图。
图6是用于说明现有的中空发动机气门的制造方法的图，图6A中表示加工前的中空发动机气门的阀主体半完成品的截面，图6B中表示第一次缩颈加工后的截面，图6C中表示第二次缩颈加工后的截面，图6D中表示第n次缩颈加工后的截面。
具体实施方式
通过各实施例，具体地说明本发明的中空发动机气门的制造方法。
实施例1
参照图1及图2，说明本发明的第一实施例的中空发动机气门的制造方法。在图2中，横轴表示工序，纵轴表示各工序的处理后的中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的内径及外径的大小。另外，叉号表示实施例1的中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的外径的大小，三角号表示中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的内径的大小，实线表示实施例1的情况。需要说明的是，在工序S0(初始状态)中，表示中空发动机气门的阀主体半完成品中的轴部的内径的大小及外径的大小。
在本实施例中，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行旋转模锻加工(旋转塑性加工)之后，进行缩颈加工。具体而言，如图2所示，在第一工序S1到第二工序S2(第一旋转塑性加工工序)中对中空发动机气门的阀主体半完成品进行旋转模锻加工，接着，在第三工序S3到第八工序S8的工序(缩颈加工工序)中进行缩颈加工。
准备中空发动机气门的阀主体半完成品。如图1A所示，中空发动机气门的阀主体半完成品10具有轴部(主体部)11和与轴部11的下端部连接的阀头部形成部分12a。从轴部11到阀头部形成部分12a的扩径部形成有圆柱体状的孔部13。
首先，对中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部进行旋转模锻加工。例如图1B所示，预先将型芯52放入中空发动机气门的阀主体半完成品10的轴部11中，使中空发动机气门的阀主体半完成品10和型芯52以中空发动机气门的阀主体半完成品10的轴心为中心而一起向方向R旋转，且同时对该轴部11的外周部11a施加由模具(模锻加工用模具)51产生的打击。由此，使轴部11的外径缩径。在此，以两个模具51为一组而使用四个模具51。一组模具51、51以轴部11为中心而对置配置。模具51的前端部51a形成为沿着轴部11的曲面状。将该加工进行到中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径成为规定的大小为止。在本实施例中，从第一工序S1到第二工序S2来进行使用了型芯的旋转模锻加工。由此，能够得到中空发动机气门的阀主体半完成品，该中空发动机气门的阀主体半完成品具有轴部14和与轴部14的下端部连接的阀头部形成部分12b，且从轴部14到阀头部形成部分12b的扩径部形成有孔部15。该中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部14的外径形成为规定的大小(＞d1)。
接着，对通过上述的旋转模锻加工得到的中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工。即，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，其中，挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分的扩径部及所述轴部进行按压的模具的模具孔的内径随着步骤的进展而逐步缩径。例如，在第一次的挤压工序中，如图1C所示，使用模具61来进行缩颈加工。首先，在中空发动机气门的阀主体半完成品的上方配置模具61。模具61为圆柱体状，且从下表面部61a到上表面部61b形成有模具孔62。模具孔62具有：向下表面部61a开口，且随着朝向上方而逐渐缩径的缩径部63；与缩径部63连接，且从下部到上部以相同直径延伸的同径部64。通过向模具61的下表面部61a开口而形成缩径部63，由此能够将中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部14向模具61的同径部64圆滑地引导。接着，将中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部14和模具61的模具孔62的轴心配置成一致，使模具61对中空发动机气门的阀主体半完成品进行按压，从而通过模具61来挤压中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部14。由此，轴部14沿轴向延伸。并且，轴部14与缩颈加工前相比变得壁厚厚。轴部14中的孔部15的内径及外径与缩颈加工前相比变小。
然后，当轴部的外径变小时，更换为与该轴部的外径的大小对应的模具，使用该模具来挤压轴部。例如，在第n次挤压工序中，如图1D所示，使用模具65来进行缩颈。其中，n为2以上的正数。首先，在第(n-1)次挤压工序中得到的中空发动机气门的阀主体半完成品的上方配置模具65。模具65与模具61同样，为圆柱体状，从下表面部65a到上面部65b形成有模具孔66。模具孔66具有：向下表面部65a开口，且随着朝向上方而逐渐缩径的缩径部67；与缩径部67连接，从下部到上部以相同直径延伸的同径部68。模具孔66比模具孔62直径小，同径部68形成为比同径部64直径小。接着，将中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部16和模具65的模具孔66的轴心配置成一致，使模具65对中空发动机气门的阀主体半完成品进行按压，从而通过模具65来挤压中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部16。由此，轴部16沿着轴向延伸。并且，轴部16与缩颈加工前相比变得壁厚厚。轴部16中的孔部17的内径及外径与缩颈加工前相比变小。
换言之，使用与上述的中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径的大小对应而形成模具孔的模具，将上述的缩颈加工进行到轴部的外径成为规定的大小d1，且轴部的内径成为规定的大小d2(＜d1)为止。由此，成为轴部18的外径为d1且轴部18的孔部19的直径为d2的中空发动机气门的阀主体。在本实施例中，从第三工序S3到第八工序S8进行缩颈加工。
接着，对于通过上述的缩颈加工而得到的中空发动机气门的阀主体，根据需要来将轴部加工成规定的长度。然后，通过密封工序对轴部的前端(上端)进行密封，由此得到中空发动机气门。例如图1E所示，在轴部18的前端部焊接圆柱体状的密封构件31，来密封轴部的前端，由此能够得到中空发动机气门(完成品)。
因此，根据本实施例的中空发动机气门的制造方法，在进行缩颈加工之前进行旋转模锻加工，由此能够使轴部的壁厚在整个周向及轴向上均匀化，从而能够提高下一工序的缩颈加工中的成品率。另外，在进行旋转模锻加工之后仅进行缩颈加工，从而能够比较容易制造具有所期望的壁厚的轴部的中空发动机气门。
实施例2
参照图2，对本发明的第二实施例的中空发动机气门的制造方法进行具体地说明。在图2中，叉号表示实施例2的中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的外径的大小，三角号表示中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的内径的大小，双点划线表示实施例2的情况。
在本实施例中，将上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法中的旋转模锻加工(旋转塑性加工)分为两个工序进行。首先，不使用型芯来进行旋转模锻加工，接着，在中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部中放入型芯来进行旋转模锻加工。具体而言，如图2所示，在第一工序S1到第三工序S3(第一旋转塑性加工工序)中，不使用型芯来对中空发动机气门的阀主体半完成品进行旋转模锻加工，接着，在第四工序S4及第五工序S5(第二旋转塑性加工工序)中，进行使用了型芯的旋转模锻加工，然后，在第六工序S6到第八工序S8(缩颈加工工序)中进行缩颈加工。
首先，不使用型芯，对中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部进行旋转模锻加工。由此，中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径及外径缩径。这是由于在中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部内没有型芯，当模具敲打轴部的外周部时，没有在轴部的内侧接受该力的构件。将该加工进行到中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径及外径成为规定的大小为止。在本实施例中，从第一工序S1到第三工序S3，不使用型芯来进行旋转模锻加工。接着，在通过未使用上述的型芯的旋转模锻加工得到的中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部内放入型芯，来进行旋转模锻加工。由此，在保持轴部的内径的大小的同时使外径缩径。将使用了型芯的旋转模锻加工进行到中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径成为规定的大小为止。在本实施例中，从第四工序S4到第五工序S5进行使用了型芯的旋转模锻加工。
接着，对于通过使用了上述的型芯的旋转模锻加工而得到的中空发动机气门的阀主体半完成品，与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样地进行缩颈加工。即，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，其中，挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分及所述轴部进行按压的模具的模具孔随着步骤的进展而逐步缩径。该加工进行到中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径成为规定的大小d1，且轴部的内径成为规定的大小d2(＜d1)为止。由此，成为轴部18的外径为d1且轴部18的孔部19的直径为d2的中空发动机气门的阀主体。在本实施例中，从第六工序S6到第八工序S8进行缩颈加工。
接着，根据需要，来调整通过上述的缩颈加工得到的中空发动机气门的阀主体的轴部的长度，并与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样地密封中空发动机气门的阀主体的轴部的前端(上端)，由此能够得到中空发动机气门(完成品)。
因此，根据本实施例的中空发动机气门的制造方法，不仅起到与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样的作用效果，而且通过在使用型芯来进行旋转模锻加工之前，不使用型芯来进行旋转模锻加工，由此能够调整中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径及壁厚。
实施例3
参照图2，对本发明的第三实施例的中空发动机气门的制造方法进行具体地说明。图2中，叉号表示实施例3的中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的外径的大小，三角号表示中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的内径的大小，虚线表示实施例3的情况。
在本实施例中，按记载顺次进行使用了型芯的旋转模锻加工(旋转塑性加工)、缩颈加工、使用了型芯的旋转模锻加工(旋转塑性加工)。具体而言，如图2所示，在第一工序S1(第一旋转塑性加工工序)中，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行使用了型芯的旋转模锻加工，接着，在第二工序S2到第七工序S7(缩颈加工工序)中进行缩颈加工，接着，在第八工序S8(第二旋转塑性加工工序)中进行使用了型芯的旋转模锻加工。即，在本实施例中，在第一工序S1中，与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法中的第一工序S1到第二工序S2同样地进行使用了型芯的旋转模锻加工，在第二工序S2到第七工序S7中，与上述的第一实施例中的第三工序S3到第八工序S8同样地进行缩颈加工，省略其说明。
在本实施例中，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工，当中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径成为规定的大小d2附近(≥d2)，且其外径成为规定的大小附近(＞d1)时，在轴部中放入型芯来进行旋转模锻加工。在该加工中，使用与通过缩颈加工调整后的中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径的大小对应的型芯。由此，在保持轴部的内径的大小的同时使外径缩径。将使用了型芯的旋转模锻加工进行到中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径成为规定的大小d1为止。由此，成为中空发动机气门的阀主体。在本实施例中，在第八工序S8中进行使用了型芯的旋转模锻加工。
接着，根据需要，来调整通过上述的旋转模锻加工得到的中空发动机气门的阀主体的轴部的长度，并与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样，对中空发动机气门的阀主体的轴部的前端(上部)进行密封，从而能够得到中空发动机气门(完成品)。
因此，根据本实施例的中空发动机气门的制造方法，不仅起到与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样的作用效果，而且通过在进行缩颈加工之后进行旋转模锻加工，由此能够将中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径调整所期望的大小。并且，与最后进行缩颈加工的中空发动机气门的制造方法相比，能够提高中空发动机气门的轴部中的内径的加工精度。
实施例4
参照图1及图2，对本发明的第四实施例的中空发动机气门的制造方法进行说明。图2中，叉号表示实施例4的中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的外径的大小，三角号表示中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的内径的大小，单点划线表示实施例4的情况。
在本实施例中，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工之后，进行旋转模锻加工(旋转塑性加工)。具体而言，如图2所示，在第一工序S1到第六工序S6(第一缩颈加工工序)中对中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工，接着，在第七工序S7到第八工序S8(旋转塑性加工工序)中，进行使用了型芯的旋转模锻加工。
与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法的情况同样，准备中空发动机气门的阀主体半完成品。如图1A所示，中空发动机气门的阀主体半完成品10具有轴部(主体部)11和与轴部11的下端部连接的阀头部形成部分12a，且从轴部11到阀头部形成部分12a的扩径部形成有圆柱体状的孔部13。
首先，与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工。即，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，其中，挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分及所述轴部进行按压的模具的模具孔随着步骤的进展而逐步缩径。作为模具，例如使用图1C及图1D所示的模具61、65等。该加工进行到中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径成为规定的大小d2附近(≥d2)，且其外径成为规定的大小(＞d1)为止。在本实施例中，从第一工序S1到第六工序S6进行缩颈加工。
接着，对于通过上述的缩颈加工得到的中空发动机气门的阀主体半完成品，在轴部中放入型芯来进行旋转模锻加工。在该加工中，使用与通过缩颈加工调整后的中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径的大小对应的型芯。由此，在保持中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径的大小的同时使其外径缩径。将使用了型芯的旋转模锻加工进行到上述的中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径成为规定的大小d1(＞d2)为止。由此，成为中空发动机气门的阀主体。在本实施例中，从第七工序S7到第八工序S8对型芯进行旋转模锻加工。
接着，根据需要，对通过上述的旋转模锻加工得到的中空发动机气门的阀主体的轴部的长度进行调整，并与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样，对中空发动机气门的阀主体的轴部的前端(上端)进行密封，由此能够得到中空发动机气门(完成品)。
因此，根据本实施例的中空发动机气门的制造方法，在通过进行缩颈加工而使轴部的内径成为所期望的大小之后进行旋转模锻加工，由此能够将中空发动机气门的轴部的外径调整成所期望的大小。并且，与最后进行缩颈加工的中空发动机气门的制造方法相比，能够提高中空发动机气门的轴部中的内径的加工精度。
实施例5
参照图2，对本发明的第五实施例的中空发动机气门的制造方法进行说明。在图2中，叉号表示实施例5的中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的外径的大小，三角号表示中空发动机气门的阀主体半完成品及阀主体中的轴部的内径的大小，双点划线表示实施例5的情况。
在本实施例中，按记载顺序进行缩颈加工、使用了型芯的旋转模锻加工(旋转塑性加工)、缩颈加工。具体而言，如图2所示，在第一工序S1到第三工序S3(第一缩颈加工工序)中，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工，接着，在第四工序S4到第五工序S5(旋转塑性加工工序)中，进行使用了规定的直径(＞d2)的型芯的旋转模锻加工，然后，在第六工序S6到第八工序S8(第二缩颈加工工序)中，进行缩颈加工。即，在本实施例中，第一工序S1到第三工序S3与上述的第四实施例的中空发动机气门的制造方法中的第一工序S1到第六工序S6同样地进行缩颈加工，在第四工序S4到第五工序S5中，与上述的第四实施例中的第七工序S7到第八工序S8同样地进行使用了型芯的旋转模锻加工，并省略其说明。
在本实施例中，对于中空发动机气门的阀主体半完成品，紧接着缩颈加工而进行旋转模锻加工，当中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径成为规定的大小(＞d2)，且其外径成为规定的大小(＞d1)时，与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样，对通过旋转模锻加工得到的中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工。即，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，其中，挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分及所述轴部进行按压的模具的模具孔随着步骤的进展而逐步缩径。该加工进行到中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的外径成为规定的大小d1，且轴部的内径成为规定的大小d2(＜d1)为止。由此，成为中空发动机气门的阀主体。在本实施例中，从第六工序S6到第八工序S8进行缩颈加工。
接着，根据需要，来调整通过上述的缩颈加工得到的中空发动机气门的阀主体的轴部的长度，并与上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法同样，对中空发动机气门的阀主体的轴部的前端(上端)进行密封，由此能够得到中空发动机气门(完成品)。
因此，根据本实施例的中空发动机气门的制造方法，在进行缩颈加工之后进行旋转模锻加工，并紧接着该旋转模锻加工而进一步进行缩颈加工，因此与进行缩颈加工后进行旋转模锻加工来成形中空发动机气门的轴部的情况相比，在旋转模锻加工中能够使用直径大的型芯，从而能够抑制制造作业的烦杂化。
实施例6
参照图3及图4，对本发明的第六实施例的中空发动机气门的制造方法进行说明。
在本实施例中，不是对中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的整体，而是仅对上部以外的部分进行在上述的第三实施例或第四实施例中的中空发动机气门的制造方法的进行缩颈加工之后的旋转模锻加工，并紧接着该加工，对轴部的上部进行冲压来密封轴部的前端。
在本实施例中，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行缩颈加工，当中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径成为规定的大小d2附近(≥d2)，且其外径成为规定的大小(＞d1)时，在轴部中放入型芯，来进行旋转模锻加工。具体而言，如图3A及图3B所示，在进行缩颈加工之后的中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部21的孔部23内预先放入型芯56，且使它们以中空发动机气门的阀主体半完成品的轴心为中心而向方向R旋转，并仅对该轴部21的上部以外的部分施加由模具(模锻加工用模具)55产生的打击。由此，在保持轴部21的上部以外的内径的大小的同时使其外径缩径。另外，在轴部21的上部的外径中，保持加工前的大小而成为大径部22。需要说明的是，轴部21的上部中的内径也保持加工前的大小。
接着，当中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部21的上部以外的部分的外径成为规定的大小d1时，在密封工序中，如图4A所示，对轴部21的大径部22朝向轴部21的轴心而沿箭头Y的方向进行冲压。由此，如图4B所示，大径部22被冲压而成为对轴部21的前端进行密封的端部密封部24。
因此，根据本实施例的中空发动机气门的制造方法，不仅起到与第三实施例及第四实施例的中空发动机气门的制造方法同样的作用效果，而且通过一系列的加工作业能够闭塞轴部21的端部，从而无需另行准备对轴部21的端部进行闭塞的构件，因此能够使制造工序简化。
需要说明的是，在上述的第一～第六实施例中，对旋转塑性加工为旋转模锻加工的情况进行了说明，但作为旋转塑性加工，也可以使用旋压加工，或者将旋转模锻加工和旋压加工并用。在这样的情况下，起到与上述的中空发动机气门的制造方法同样的作用效果。例如，在上述的第一实施例的中空发动机气门的制造方法的旋转塑性加工工序中，如图5所示，也可以取代旋转模锻加工而进行旋压加工。具体而言，如图5B所示，在中空发动机气门的阀主体半完成品10的孔部13内***型芯54，使中空发动机气门的阀主体半完成品10和型芯54以中空发动机气门的阀主体半完成品10的轴心为中心而向方向R一起旋转，并将模具(旋压加工用模具)53压靠在该轴部11的外周部11a。由此，能够在保持中空发动机气门的阀主体半完成品的轴部的内径的大小的同时使其外径缩径。
产业上的可利用性
根据本发明的中空发动机气门的制造方法，能够比较容易制造具有所期望的壁厚的轴部的中空发动机气门，因此在机动车产业等中能够有益地利用。
符号说明：
Figure BDA00003676786100181

Claims (10)

1.一种中空发动机气门的制造方法，制造从轴部到阀头部的扩径部形成有中空部的中空发动机气门，其特征在于，包括：
对中空发动机气门的阀主体半完成品进行旋转塑性加工，从而使轴部缩径的第一旋转塑性加工工序，所述中空发动机气门的阀主体半完成品由所述轴部和与所述轴部连接的阀头部形成部分构成，且从所述轴部到所述阀头部形成部分的扩径部形成有圆柱体形状的孔部；
紧接着所述第一旋转塑性加工工序，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，从而使所述轴部的外径及内径缩径的缩颈加工工序，所述挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分的扩径部及所述轴部进行按压的模具的模具孔的内径随着步骤的进展而逐步缩径；以及
紧接着所述缩颈加工工序，通过对所述轴部的前端进行密封来得到中空发动机气门的密封工序。
2.根据权利要求1所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
所述旋转塑性加工是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
3.根据权利要求1所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
所述旋转塑性加工是一种组合，该组合包括：
使所述中空发动机气门的阀主体半完成品绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工；和
紧接着所述旋转模锻加工或所述旋压加工，在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
4.根据权利要求1所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
还包括第二旋转塑性加工工序，在该工序中，在对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行所述缩颈加工之后，进行旋转塑性加工，由此，保持所述轴部的内径的大小并使其外径缩径。
5.根据权利要求4所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
所述第二旋转塑性加工工序中的所述旋转塑性加工是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
6.根据权利要求4所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
仅对所述轴部的上部以外的部分进行所述第二旋转塑性加工工序的所述旋转塑性加工，从而在所述轴部的上部以外的部分，保持内径的大小并使其外径缩径，而所述轴部的上部的外径保持加工前的大小并作为大径部，
在所述密封工序中，对所述大径部进行冲压来密封所述轴部的前端，从而得到所述中空发动机气门。
7.一种中空发动机气门的制造方法，制造从轴部到阀头部的扩径部形成有中空部的中空发动机气门，其特征在于，包括：
使用挤压工序数目的模具，对中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，从而使轴部的外径及内径缩径的第一缩颈加工工序，所述中空发动机气门的阀主体半完成品由所述轴部和与所述轴部连接的阀头部形成部分构成，且从所述轴部到所述阀头部形成部分的扩径部形成有圆柱体形状的孔部，所述挤压工序数目的模具中，对该中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分的扩径部及所述轴部进行按压的模具的模具孔的内径随着步骤的进展而逐步缩径；
紧接着所述第一缩颈加工工序，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行旋转塑性加工，从而使所述轴部缩径的旋转塑性加工工序；以及
紧接着所述旋转塑性加工工序，通过对所述轴部的前端进行密封来得到中空发动机气门的密封工序。
8.根据权利要求7所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
所述旋转塑性加工是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并对所述轴部的外周部施加由模锻加工用模具产生的打击的旋转模锻加工，或者，是在所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述孔部内***型芯，使所述中空发动机气门的阀主体半完成品和所述型芯一起绕轴旋转，并将旋压加工用模具压靠在所述轴部的外周部的旋压加工。
9.根据权利要求7所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
在对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行所述旋转塑性加工之后，还包括第二缩颈加工工序，在该第二缩颈加工工序中，使用挤压工序数目的模具，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品进行逐渐挤压的缩颈加工，从而使所述轴部的外径及内径缩径，所述挤压工序数目的模具中，对所述中空发动机气门的阀主体半完成品的所述阀头部形成部分的扩径部及所述轴部进行按压的模具的模具孔的内径随着步骤的进展而逐步缩径。
10.根据权利要求7所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于，
仅对所述轴部的上部以外的部分进行所述旋转塑性加工，从而在所述轴部的上部以外的部分，保持内径的大小并使其外径缩径，而所述轴部的上部的外径保持加工前的大小并作为大径部，
在所述密封工序中，对所述大径部进行冲压来密封所述轴部的前端，从而得到所述中空发动机气门。
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