JP3758928B2 - Metal valve processing method - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、エンジンの排気弁あるいは吸気弁を構成する金属バルブの加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、エンジンの排気弁あるいは吸気弁には、ロッドの先端に弁体となる傘部が設けられた金属バルブが用いられている。
この金属バルブは、吸気弁用、排気弁用あるいは特殊中空弁など用途に応じて各種のものがあるが、一般的には、図６に示すように、ロッド１の他端側に傘状に成型されたバルブ部２を有しており、ロッド部１には、その端部近傍にコッター溝３が形成されている。
【０００３】
ここで、この金属バルブの加工方法の従来例をアップセット法を例にとって図７を参照して説明する。
（１）耐衝撃材からなる棒状の素材を、図７（ａ）に示すように、上端部と中間部とに直接通電して上端側を加熱させることにより軟化させつつ下方側から押し上げて、上端側を膨出させるアップセット工程を行う。
（２）次いで、図７（ｂ）に示すように、上下のプレス型によって鍛造成型することにより、膨出させた他端側に傘状のバルブ部２を成型する。
（３）その後、焼鈍を行うことによって軟化させて、ロッド部１の曲がりを直し、さらに、各種の機械加工を施す。
【０００４】
ここで、この機械加工としては、ロッド部１の軸径、真直度を確保するためのセンタレス軸研削、ロッド部１の端部近傍における外周面のバルブスプリング保持用のコッター溝３を形成するためのコッター溝研削、ロッド部１の軸長の確保及び軸に対する軸端面の直角度及び平面度を確保するための軸端研削及びロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の角度を確保するためのフェース面研削がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記の金属バルブの加工方法にあっては、成型後に、様々な機械加工を施す必要があり、この機械加工によってコストが嵩んでしまうという問題があった。
また、このような機械加工を施すために、鍛造によって加工硬化した金属バルブを軟化させる焼鈍工程を要するため、加工に多大な時間及び手間を要するという問題もあった。
【０００６】
なお、従来の製造方法としては、他に、図８に示すように、上型によって下型へ素材を押し込んで、軸押出を行うことにより、一端側を棒状とし、その後、鍛造によってバルブ部２を成型する方法もあるが、この場合も、その後の焼鈍工程、曲がり直し工程及び機械加工工程は省けず、コストアップ、加工時間の長期化を招いていた。
しかも、上記の方法では、いずれも鍛造によるバルブ部２の成型時に、据え込み後にロッド部１への押出過程となるため、図７（ａ）もしくは図８の中間成形体のロッド部１とのつなぎの形状が最後まで残って、ロッド部１側のバルブ部２と成型型の成型面との間に隙間が形成されてしまうような不良を生じることがあり、しかも、バルブ部２の周縁部にバリが発生してしまい、バリ取り加工を行わなければならなかった。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、極めて低コストにて加工することができ、さらには、加工の容易化及び加工時間の短縮化を図ることが可能な金属バルブの加工方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の金属バルブの加工方法は、一端側が棒状のロッド部とされ、他端側が傘状のバルブ部とされた金属バルブを、棒状の素材の中間部から他端側を傘状に成型することにより加工する金属バルブの加工方法であって、前記素材の一端を保持するとともに、前記素材の中間部よりも他端側からなる加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら前記素材の一端に向かうように軸方向へ押圧して膨出させることにより、加工部分の周囲を覆うように設けられた成型型によって形成されたバルブ成型空間部内に充満させて前記バルブ部を成型することを特徴とする。
【０００９】
このように、傘状のバルブ部となる素材の加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させて、成型型のバルブ成型空間部へ充満させることにより、素材を、その中間部側からバルブ成型空間部を形成する成型面に沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法のように、ロッド部側のバルブ部と成型型の成型面との間に隙間が形成されるような不具合をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができる。
しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造により加工を施す場合と比較して、素材に加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすこともできる。
【００１０】
したがって、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材を完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００１１】
請求項２記載の金属バルブの加工方法は、請求項１記載の金属バルブの加工方法において、前記棒状の素材の一端の端面を、予め精密せん断加工を施すことにより平滑化しておくことを特徴としている。
【００１２】
つまり、棒状の素材の一端の端面、つまり、ロッド部の端面を予め平滑にしておくことにより、成型後に端面を機械加工して平滑にするような手間を不要とすることができる。
【００１３】
請求項３記載の金属バルブの加工方法は、請求項１または請求項２記載の金属バルブの加工方法において、前記素材の一端近傍における周面に、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことを特徴としている。
【００１４】
このように、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことにより、成型後にコッター溝を機械加工して形成するような手間を不要とすることができる。
【００１５】
請求項４記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、前記棒状の素材の中間部から他端側を加熱する誘導加熱用コイルを設け、該誘導加熱用コイルによって前記素材の中間部から他端側を加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴としている。
【００１６】
すなわち、誘導加熱によって棒状の素材の中間部から他端側を加熱して軟化させて、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００１７】
請求項５記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、このバルブ成型空間部に配設された素材に通電することにより発熱させ加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴としている。
【００１８】
つまり、棒状の素材の中間部から他端側に通電することにより発熱させて軟化させ、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００１９】
請求項６記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜５のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、前記バルブ成型空間部へ挿入される前記素材の中間部から他端部側の加工部分に、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射して加熱させることを特徴としている。
【００２０】
このように、バルブ成型空間部へ挿入される素材の加工部分を、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射させて加熱させることにより、バルブ成型空間部にて、レーザによって加熱された加工部分を中間部側から膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００２１】
請求項７記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜６のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、素材の一端を上方へ向けて前記バルブ成型空間部内を貫通するように配設した状態にて、前記素材を他端から押し上げることにより、前記一端を、前記成型型の上方に設けられたストッパに当接させ、さらに押し上げることにより、加熱されて軟化された中間部から下方側を中間部側から膨出させることを特徴としている。
【００２２】
すなわち、素材を下方側から押し上げることにより、上方に向けられた素材の一端をストッパに当接させ、この状態にてさらに素材を押し上げて、素材の中間部から下方側の加熱されて軟化される加工部分を、バルブ成型空間部内にて膨出させてバルブ部を高精度にて成型することができる。つまり、素材を下方側から押し上げるので、上方から押し下げる場合と比較して、素材を吊り下げるための特別なチャックを不要とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の金属バルブの加工方法の実施の形態例を図面を参照して説明する。
図１において、符号１１は、金属バルブを加工する加工装置である。
この加工装置１１は、下方側に設けられたバルブ窪み成型ポンチ１２と、このバルブ窪み成型ポンチ１２の上方側に設けられたバルブ成型型（成型型）１３と、このバルブ成型型の上方側に設けられた上端部保持ストッパ（ストッパ）１４とを有している。
バルブ窪み成型ポンチ１２は、上下方向へ移動可能とされており、その中心には、上端面が凸状に湾曲された曲面からなる成型面１５ａとされたポンチ部１５が上方へ向かって突設されている。このポンチ部１５の外周側には、押圧凸部１６が形成されている。
【００２４】
バルブ成型型１３は、上型部１７と、この上型部１７の下方側にて上型部１７に対して近接離間可能に設けられたバルブ押さえ部１８とを有しており、これら上型部１７とバルブ押さえ部１８との間が、バルブ成型空間部Ａとされている。
この上型部１７には、その中心に、金属バルブの素材Ｓが挿通される挿通孔１７ａが形成されている。また、上型部１７は、その下面側が成型面１７ｂとされており、この成型面１７ｂによってバルブ部２の上面側が成型されるようになっている。
【００２５】
バルブ押さえ部１８には、その中心に、ポンチ挿通孔１８ａが形成されており、このポンチ挿通孔１８ａには、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５が挿通されるようになっている。そして、このバルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がバルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａに挿通されると、ポンチ部１５の成型面１５ａがバルブ押さえ部１８の上面１８ａから露出されるようになっている。
また、バルブ成型型１３には、その上型部１７及びバルブ押さえ部１８に、それぞれ周方向へわたって配設された誘導加熱用コイル１９が設けられている。
【００２６】
上端部保持ストッパ１４には、素材Ｓの上端部が嵌合される保持穴１４ａが形成されており、この保持穴１４ａに、素材Ｓの上端部が嵌合されることにより、素材Ｓの上端部が保持されるようになっている。
【００２７】
ここで、上記加工装置１１を用いて金属バルブを加工する場合、素材Ｓとしては、軸径が設計寸法であるものを用い、さらに次のようにして切断しておく。
図２（ａ）に示すように、素材Ｓの所定の位置に、素材Ｓを回転させながらロール成型ビット２１によってコッター溝３を成型し、その後、図２（ｂ）に示すように、素材Ｓを所定位置まで前方へ移動させ、素材Ｓを回転させながらカッター２２によって素材Ｓを切断する。
このようにすると、素材Ｓが所定の長さ寸法に高精度に切断され、また、コッター溝３が端面から所定の位置に形成される。ここで、この素材Ｓの所定の長さ寸法としては、加工後の金属バルブの体積と同一となる体積となるような長さ寸法である。
【００２８】
なお、カッター２２による切断時に、カッター２２を切断方向とは反対方向へ僅かに動かしてから切断することにより、切断面におけるだれ等が確実になくされ、平滑な面とされる。
そして、このように、素材Ｓを所定長さに切断し、また、端面から所定位置にコッター溝３を形成したら、加工装置１１によって成型加工を施す。
【００２９】
次に、上記構造の加工装置１１によって金属バルブを加工する場合について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、素材Ｓのコッター溝３が形成された上端部側を、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通穴１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ順に挿通させ、下端部を、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａ上に配設する。
【００３０】
次いで、バルブ窪み成型ポンチ１２を上昇させて、図３（ｂ）に示すように、素材Ｓの上端部を、上端部保持ストッパ１４の保持穴１４ａに嵌合させる。
この状態において、誘導加熱用コイル１９へ電力を供給して発熱させる。このようにすると、バルブ成型型１３のバルブ成型空間部Ａ内が加熱され、これにより、素材Ｓは、バルブ成型型１３による成型加工によってバルブ部２とされる成型箇所の上端である中間部Ｃからその下方側が加熱される。
この中間部Ｃから下方側とは、金属バルブのロッド部１よりも下方側、つまり、成型によってバルブ部２とされる加工部分Ｓ１であり、この加工部分Ｓ１における中間部Ｃ側が加熱される。
【００３１】
その後、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇されると、このバルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５によって素材Ｓが上方へ押圧される。
これにより、図３（ｃ）に示すように、この素材Ｓは、誘導加熱用コイル１９の熱によって加熱された中間部Ｃ側から加工部分Ｓ１が膨出し、さらに加工部分Ｓ１の下端側が誘導加熱用コイル１９による加熱範囲に押し込まれて加熱されて軟化される。
【００３２】
これにより、この素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型型１３の上型部１７の成型面１７ａに沿って中間部Ｃ側より徐々に変形される。
さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇すると、素材Ｓの加工部分Ｓ１の変形がさらに進行し、図３（ｄ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がポンチ挿通孔１８ａへ挿入されて、このポンチ部１５の成型面１５ａが、バルブ押さえ部１８の上面から突出された状態となる。
【００３３】
この状態で、バルブ窪み成型ポンチ１２がさらに上昇すると、図３（ｅ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２の押圧凸部１６によってバルブ押さえ部１８が上方へ押圧され、素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａとバルブ押さえ部１８の上面１８ａとによって上方へ押圧されて外周方向へさらに膨出するように変形される。
これにより、素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型空間部Ａ内に充満するように変形し、金属バルブのバルブ部２が成型される。
【００３４】
このように、上記の金属バルブの加工方法によれば、傘状のバルブ部２となる素材Ｓの加工部分Ｓ１を、その中間部Ｃ側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させて、バルブ成型型１３のバルブ成型空間部Ａへ充満させることにより、素材Ｓを、その中間部Ｃ側からバルブ成型空間部Ａを形成する成型面１５ａに沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法のように、ロッド部１側におけるバルブ部２と成型型の成型面との間に隙間が形成されような不具合をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができる。
【００３５】
しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造により加工を施す場合と比較して、素材Ｓに加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部１の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝３の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすことができる。
【００３６】
したがって、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部Ａ内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材Ｓを完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部２の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００３７】
また、誘導加熱用コイル１９によって棒状の素材Ｓの中間部Ｃから他端側を加熱して軟化させて、バルブ成型空間部Ａへの押圧力によって容易にかつ確実に素材Ｓの加工部分Ｓ１をバルブ成型空間部Ａ内へ膨出させて充満させ、バルブ部２を高精度に成型することができる。
【００３８】
さらには、素材Ｓを下方側から押し上げることにより、上方に向けられた素材Ｓの一端を上端部保持ストッパ１４に当接させ、この状態にてさらに素材Ｓを押し上げて、素材Ｓの中間部Ｃから下方側の加熱されて軟化される加工部分Ｓ１を、バルブ成型空間部Ａ内にて膨出させてバルブ部２を高精度にて成型することができる。つまり、素材Ｓを下方側から押し上げるので、上方から押し下げる場合と比較して、素材Ｓを吊り下げるための特別なチャックを不要とすることができる。
【００３９】
図４に示すものは、レーザによって加熱して素材Ｓを軟化させるものである。
図に示すように、この加工装置１１には、バルブ成型型１３の下方側にレーザ加熱装置２３が設けられている。このレーザ加熱装置２３は、素材Ｓをレーザを照射して加熱するものである。
この加熱装置１１によって金属バルブを成型するには、上記と同様に、図４（ａ）に示すように、素材Ｓのコッター溝３が形成された上端部側を、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ順に挿通させ、下端部を、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａ上に配設し、次いで、バルブ窪み成型ポンチ１２を上昇させる。
【００４０】
このとき、レーザ加熱装置２３によるレーザの加熱箇所に素材Ｓの中間部Ｃである加工部分Ｓ１の上端が達すると、このレーザ加熱装置２３からレーザが照射される。
そして、この素材Ｓがさらに上昇されると、その上昇に伴ってレーザ加熱装置２３によるレーザの照射が下方へ移動される。
さらに素材Ｓが上昇されて、図４（ｂ）に示すように、素材Ｓの上端部が、上端部保持ストッパ１４の保持穴１４ａに嵌合されると、素材Ｓは、バルブ成型型１３によって加工部分Ｓ１における上方側が加熱される。
【００４１】
その後は、前述と同様に、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇され、このバルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５によって素材Ｓが上方へ押圧され、図４（ｃ）に示すように、この素材Ｓが、レーザ装置２３及び誘導加熱用コイル１９によって加熱された中間部Ｃから加工部分Ｓ１が膨出され、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇され、素材Ｓの加工部分Ｓ１の変形がさらに進行し、図４（ｄ）バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がポンチ挿通孔１８ａへ挿入されて、このポンチ部１５の成型面１５ａが、バルブ押さえ部１８の上面から突出された状態となり、この状態で、バルブ窪み成型ポンチ１２がさらに上昇し、バルブ窪み成型ポンチ１２の押圧凸部１６によってバルブ押さえ部１８が上方へ押圧され、図４（ｅ）に示すように、素材Ｓの加工部分Ｓ１が、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａとバルブ押さえ部１８の上面１８ａとによって上方へ押圧されて外周方向へさらに膨出するように変形される。
【００４２】
これにより、素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型空間部Ａ内に充満するように変形され、金属バルブのバルブ部２が成型される。
このように、この金属バルブの加工方法によれば、バルブ成型空間部Ａへ挿入される素材Ｓの加工部分Ｓ１を、その中間部Ｃから他端へ向かって順にレーザを照射させて加熱させることにより、バルブ成型空間部Ａにて、レーザによって加熱された加工部分Ｓ１を中間部Ｃ側から膨出させて充満させ、バルブ部２を高精度に成型することができる。
【００４３】
なお、上記の例では、誘導加熱用コイル１９を備えた加工装置１１にレーザ加熱装置２３を設けたが、このレーザ加熱装置２３だけを設けて、レーザによる加熱だけでバルブ部２を加工するような構成としても良い。
【００４４】
また、図５に示すものは、誘導加熱用コイル１９やレーザ加熱装置２３に代えて、通電による直接加熱手段を備えたものである。
図５に示すように、バルブ成型型１３には、上型部１７とバルブ押さえ部１８とに接続された電源２４から電力が供給されるようになっている。
なお、この加工装置１１では、バルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａが小径とされ、挿通される素材Ｓと電気的に接触するようになっている。
そして、この加工装置１１にあっては、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ素材Ｓを挿通させた状態にて電源２４から電力を供給すると、この電力によって素材Ｓの電流が通過している部分が直接発熱するようになっている。
【００４５】
そして、上記加工装置１１では、図５（ａ）に示すように、素材Ｓのコッター溝３が形成された上端部側を、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通穴１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ順に挿通させ、下端部を、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａ上に配設し、バルブ窪み成型ポンチ１２を上昇させて、素材Ｓの上端部を、上端部保持ストッパ１４の保持穴１４ａに嵌合させた状態にて、電源２４から電力を供給すると、素材Ｓの加工部分Ｓ１における中間部Ｃ側に通電されて直接発熱し、この加工部分Ｓ１が軟化される。
【００４６】
その後、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇されると、前述と同様に、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５によって素材Ｓが上方へ押圧され、図５（ｂ）に示すように、素材Ｓが、加熱された中間部Ｃ側から加工部分Ｓ１が膨出され、さらに加工部分Ｓ１の下端側が通電されて加熱されて軟化される。
【００４７】
これにより、この素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型型１３の上型部１７の成型面１７ａに沿って中心側より徐々に変形し、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇すると、素材Ｓの加工部分Ｓ１の変形がさらに進行し、図５（ｃ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がポンチ挿通孔１８ａへ挿入されて、このポンチ部１５の成型面１５ａが、バルブ押さえ部１８の上面から突出された状態となり、この状態で、バルブ窪み成型ポンチ１２がさらに上昇すると、図５（ｄ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２によってバルブ押さえ部１８が上方へ押圧され、素材Ｓの加工部分Ｓ１が、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａとバルブ押さえ部１８の上面１８ａとによって上方へ押圧されて外周方向へさらに膨出するように変形し、素材Ｓの加工部分Ｓ１が、バルブ成型空間部Ａ内に充満するように変形し、金属バルブのバルブ部２が成型される。
【００４８】
このように、この加工方法にあっても、傘状のバルブ部２となる素材Ｓの加工部分Ｓ１を、その中間部Ｃ側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させ、バルブ成型型１３のバルブ成型空間部Ａへ充満させることにより、素材Ｓを、その中間部Ｃ側からバルブ成型空間部Ａを形成する成型面１５ａに沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法において、ロッド部１側におけるバルブ部２と成型型の成型面との間に形成される隙間をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができ、しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造による加工を施す場合と比較して、素材Ｓに加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部１の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝３の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすことができる。
【００４９】
また、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部Ａ内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材Ｓを完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部２の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００５０】
そして、この加工方法の場合、棒状の素材Ｓの中間部Ｃから他端側に通電することにより発熱させて軟化させ、バルブ成型空間部Ａへの押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分Ｓ１をバルブ成型空間部Ａ内へ膨出させて充満させ、バルブ部２を高精度に成型することができる。
なお、この加工方法の場合にも、通電によって素材Ｓを加熱するとともに、レーザ加熱装置２３によって素材Ｓを加熱する構成としても良く、このようにすると、さらなに良好に成型加工を行うことが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の金属バルブの加工方法によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の金属バルブの加工方法によれば、傘状のバルブ部となる素材の加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させて、成型型のバルブ成型空間部へ充満させることにより、素材を、その中間部側からバルブ成型空間部を形成する成型面に沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法のように、ロッド部側のバルブ部と成型型の成型面との間に隙間が形成されるような不具合をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができる。
しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造により加工を施す場合と比較して、素材に加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすこともできる。
【００５２】
したがって、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材を完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００５３】
請求項２記載の金属バルブの加工方法によれば、棒状の素材の一端の端面、つまり、ロッド部の端面を予め平滑にしておくことにより、成型後に端面を機械加工して平滑にするような手間を不要とすることができる。
【００５４】
請求項３記載の金属バルブの加工方法によれば、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことにより、成型後にコッター溝を機械加工して形成するような手間を不要とすることができる。
【００５５】
請求項４記載の金属バルブの加工方法によれば、誘導加熱用コイルによって棒状の素材の中間部から他端側を加熱して軟化させて、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させてバルブ部を高精度に成型することができる。
【００５６】
請求項５記載の金属バルブの加工方法によれば、棒状の素材の中間部から他端側に通電することにより発熱させて軟化させ、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００５７】
請求項６記載の金属バルブの加工方法によれば、バルブ成型空間部へ挿入される素材の加工部分を、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射させて加熱させることにより、バルブ成型空間部にて、レーザによって加熱された加工部分を中間部側から膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００５８】
請求項７記載の金属バルブの加工方法によれば、素材を下方側から押し上げることにより、上方に向けられた素材の一端をストッパに当接させ、この状態にてさらに素材を押し上げて、素材の中間部から下方側の加熱されて軟化される加工部分を、バルブ成型空間部内にて膨出させてバルブ部を高精度にて成型することができる。つまり、素材を下方側から押し上げるので、上方から押し下げる場合と比較して、素材を吊り下げるための特別なチャックを不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の金属バルブの加工方法を説明する加工装置の概略断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態の金属バルブの加工方法を説明する説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態の金属バルブの加工方法を説明するそれぞれ加工装置の概略断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態の金属バルブの他の加工方法を説明するそれぞれ加工装置の概略断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態の金属バルブの他の加工方法を説明するそれぞれ加工装置の概略断面図である。
【図６】 金属バルブの形状及び構造を説明する金属バルブの側面図である。
【図７】 金属バルブの加工方法の従来例を説明する概略工程図である。
【図８】 金属バルブの加工方法の他の従来例を説明する概略工程図である。
【符号の説明】
１ ロッド部
２ バルブ部
３ コッター溝
１３ バルブ成型型（成型型）
１４ 上端部保持ストッパ（ストッパ）
１９ 誘導加熱用コイル
Ａ バルブ成型空間部
Ｃ 中間部
Ｓ 素材
Ｓ１ 加工部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for processing a metal valve constituting an exhaust valve or an intake valve of an engine, for example.
[0002]
[Prior art]
As is well known, an engine exhaust valve or intake valve uses a metal valve provided with an umbrella portion serving as a valve body at the tip of a rod.
This metal valve has various types such as an intake valve, an exhaust valve or a special hollow valve, but generally, an umbrella is formed on the other end of the rod 1 as shown in FIG. The rod portion 1 has a molded valve portion 2, and a cotter groove 3 is formed in the vicinity of the end portion of the rod portion 1.
[0003]
Here, a conventional example of this metal valve processing method will be described with reference to FIG.
(1) As shown in FIG. 7A, a rod-shaped material made of an impact resistant material is pushed up from the lower side while being softened by directly energizing the upper end portion and the intermediate portion and heating the upper end side, An upset process is performed to bulge the upper end side.
(2) Next, as shown in FIG. 7B, the umbrella-shaped valve portion 2 is formed on the other end side that has been bulged by forging with an upper and lower press die.
(3) After that, annealing is performed to soften the rod portion 1 to bend, and various kinds of machining are performed.
[0004]
Here, as this machining, in order to form the cotter groove 3 for holding the valve spring on the outer peripheral surface in the vicinity of the end portion of the rod portion 1, centerless shaft grinding for ensuring the shaft diameter and straightness of the rod portion 1. Cotter groove grinding, securing the axial length of the rod part 1 and grinding the shaft end to ensure the straightness and flatness of the shaft end face with respect to the shaft and securing the angle of the face surface of the valve part 2 with respect to the rod part 1 There is face grinding.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the above-described metal valve processing method, it is necessary to perform various machining processes after molding, and there is a problem that the cost increases due to this machining process.
In addition, in order to perform such machining, an annealing process for softening a metal valve that has been work-hardened by forging is required, so that there is a problem that a great deal of time and labor is required for the processing.
[0006]
In addition, as a conventional manufacturing method, as shown in FIG. 8, as shown in FIG. 8, a material is pushed into a lower die by an upper die and axial extrusion is performed to make one end side into a rod shape. In this case, however, the subsequent annealing process, re-bending process, and machining process cannot be omitted, resulting in an increase in cost and a long processing time.
Moreover, in each of the above methods, when the valve portion 2 is formed by forging, since it is an extrusion process to the rod portion 1 after installation, the rod portion 1 of the intermediate formed body of FIG. The connection shape may remain until the end, and a defect may occur such that a gap is formed between the valve portion 2 on the rod portion 1 side and the molding surface of the mold, and the peripheral portion of the valve portion 2 As a result, burrs were generated, and deburring had to be performed.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a metal valve processing method that can be processed at an extremely low cost and that can facilitate processing and shorten processing time. It is intended to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the metal valve processing method according to claim 1 is characterized in that a metal valve having one end side as a rod-shaped rod portion and the other end side as an umbrella-shaped valve portion is connected to an intermediate portion of a rod-shaped material. A processing method of a metal valve that is processed by molding the other end side into an umbrella shape, While holding one end of the material, While gradually heating the processing part consisting of the other end side from the intermediate part of the material toward the end part from the intermediate part side To one end of the material The valve portion is molded by being filled in a valve molding space formed by a molding die provided so as to cover the periphery of the processed portion by being pressed in the axial direction to bulge.
[0009]
In this way, the processed portion of the material that becomes the umbrella-shaped valve portion is bulged by pressing in the axial direction while gradually heating from the intermediate portion side toward the end portion, to the valve forming space portion of the mold. By filling the material, the material can be gradually expanded along the molding surface forming the valve molding space portion from the intermediate portion side. This eliminates the inconvenience that a gap is formed between the valve part on the rod part side and the molding surface of the molding die, as in the conventional processing method in which it is bulged from the end part side and molded. The metal valve can be molded with high accuracy.
In addition, since it is swelled by pressing in the axial direction while heating, the pressing force applied to the material can be reduced compared to the case where processing is performed by forging as in the prior art. Re-bending process and machining process for securing the degree, adjusting the shaft length, securing the face surface of the valve part with respect to the rod part, etc. can be dispensed with, and the labor and time required for these can be omitted. The processing cost can be greatly reduced. And rod part that could not be performed in advance to perform re-bending process and machining process for securing straightness of rod part, adjusting axial length, securing face face of valve part to rod part, etc. A smooth finish of the end face and formation of a cotter groove for holding the valve spring can be performed in advance, thereby eliminating any machining after molding.
[0010]
Therefore, it is possible to eliminate the annealing process that has been conventionally required for softening a material that has been work-hardened by forging to perform machining, thereby further simplifying the operation and reducing the cost. .
In addition, since the bulb molding space can be filled without any gaps, the burrs formed on the outer periphery of the bulb can be cut by cutting the material so that it has the same volume as the completed volume. Can be eliminated, and deburring can be eliminated.
[0011]
The metal valve processing method according to claim 2 is characterized in that, in the metal valve processing method according to claim 1, the end face of one end of the rod-shaped material is smoothed by precision shearing in advance. Yes.
[0012]
That is, by smoothing the end face of one end of the rod-shaped material, that is, the end face of the rod portion in advance, it is possible to eliminate the trouble of smoothing the end face by machining after molding.
[0013]
The metal valve machining method according to claim 3 is the metal valve machining method according to claim 1 or 2, wherein a cotter groove for holding a valve spring is formed in advance on a peripheral surface in the vicinity of one end of the material. It is characterized by leaving.
[0014]
Thus, by previously forming the cotter groove for holding the valve spring, it is possible to eliminate the trouble of machining the cotter groove after molding.
[0015]
The metal valve processing method according to claim 4 is the metal valve processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein an intermediate portion of the rod-shaped material is formed on a molding die that forms the valve molding space portion. An induction heating coil for heating the other end side is provided, and the other end is pressed toward the valve molding space while the other end side is heated from the intermediate portion of the material by the induction heating coil. .
[0016]
That is, the other end side is heated from the middle part of the rod-shaped material by induction heating and softened, and the processed part of the material is easily and surely expanded into the valve molding space part by the pressing force to the valve molding space part. The valve part can be molded with high accuracy.
[0017]
The metal valve processing method according to claim 5 is the metal valve processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve forming space portion is arranged in the mold for forming the valve forming space portion. It is characterized in that the other end is pressed toward the valve molding space while generating heat by energizing the provided material and heating it.
[0018]
In other words, by energizing the middle part of the rod-shaped material to the other end, it generates heat and softens it, and the processed part of the material is easily and surely expanded into the valve molding space part by the pressing force on the valve molding space part. The valve part can be molded with high accuracy.
[0019]
The metal valve processing method according to claim 6 is the metal valve processing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the intermediate portion of the material inserted into the valve molding space is on the other end side. The processed part is heated by irradiating a laser in order from the intermediate part to the other end.
[0020]
In this way, the processed portion of the material to be inserted into the valve molding space was heated by being irradiated with the laser in order from the intermediate portion toward the other end, and thus heated by the laser in the valve molding space. The processed part is bulged from the intermediate part side to be filled, and the valve part can be molded with high accuracy.
[0021]
The metal valve processing method according to claim 7 is the metal valve processing method according to any one of claims 1 to 6, wherein one end of the material is directed upward and penetrates through the valve molding space. In the installed state, the material is pushed up from the other end, the one end is brought into contact with a stopper provided above the mold, and further pushed up, and then heated and softened downward from the intermediate portion. The side is bulged from the middle part side.
[0022]
That is, by pushing up the material from the lower side, one end of the material directed upward is brought into contact with the stopper, and in this state, the material is further pushed up, and the lower side is heated and softened from the middle part of the material. The processed portion can be bulged in the valve molding space to mold the valve portion with high accuracy. That is, since the material is pushed up from the lower side, a special chuck for suspending the material can be eliminated as compared with the case where the material is pushed down from above.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a metal valve processing method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1, the code | symbol 11 is a processing apparatus which processes a metal valve.
The processing apparatus 11 includes a valve recess molding punch 12 provided on the lower side, a valve molding die (molding die) 13 provided on the upper side of the valve recess molding punch 12, and an upper side of the valve molding die. It has an upper end holding stopper (stopper) 14 provided.
The valve recess molding punch 12 is movable in the vertical direction, and a punch portion 15 having a molding surface 15a formed of a curved surface whose upper end surface is curved in a convex shape protrudes upward at the center thereof. Has been. A pressing convex portion 16 is formed on the outer peripheral side of the punch portion 15.
[0024]
The valve molding die 13 includes an upper die portion 17 and a valve pressing portion 18 provided on the lower side of the upper die portion 17 so as to be able to approach and separate from the upper die portion 17. A space between the portion 17 and the valve pressing portion 18 is a valve molding space A.
The upper mold part 17 is formed with an insertion hole 17a through which the metal valve material S is inserted. Further, the lower surface side of the upper mold portion 17 is a molding surface 17b, and the upper surface side of the valve portion 2 is molded by the molding surface 17b.
[0025]
A punch insertion hole 18 a is formed at the center of the valve pressing portion 18, and the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12 is inserted into the punch insertion hole 18 a. When the punch portion 15 of the valve depression molding punch 12 is inserted into the punch insertion hole 18a of the valve pressing portion 18, the molding surface 15a of the punch portion 15 is exposed from the upper surface 18a of the valve pressing portion 18. ing.
In addition, the valve mold 13 is provided with induction heating coils 19 disposed on the upper mold part 17 and the valve pressing part 18 respectively in the circumferential direction.
[0026]
The upper end holding stopper 14 is formed with a holding hole 14a into which the upper end portion of the material S is fitted, and the upper end portion of the material S is fitted into the holding hole 14a so that the upper end of the material S is fitted. The part is held.
[0027]
Here, when processing a metal valve using the said processing apparatus 11, as the raw material S, what has a shaft diameter is a design dimension, and also cut | disconnects as follows.
As shown in FIG. 2 (a), the cotter groove 3 is formed by a roll forming bit 21 while rotating the material S at a predetermined position of the material S, and thereafter, as shown in FIG. 2 (b), the material S Is moved forward to a predetermined position, and the material S is cut by the cutter 22 while the material S is rotated.
In this way, the material S is cut into a predetermined length with high accuracy, and the cotter groove 3 is formed at a predetermined position from the end face. Here, the predetermined length dimension of the material S is a length dimension that is the same as the volume of the metal valve after processing.
[0028]
In addition, when the cutter 22 is cut, the cutter 22 is slightly moved in the direction opposite to the cutting direction and then cut, so that any slack or the like on the cut surface is reliably eliminated and a smooth surface is obtained.
When the material S is cut into a predetermined length and the cotter groove 3 is formed at a predetermined position from the end face as described above, the processing device 11 performs molding processing.
[0029]
Next, the case where a metal valve is processed by the processing apparatus 11 having the above structure will be described.
First, as shown in FIG. 3 (a), the upper end portion side where the cotter groove 3 of the material S is formed is inserted into the punch insertion hole 18 a of the valve pressing portion 18 of the valve molding die 13 and the insertion hole 17 a of the upper die portion 17. The lower end portion is disposed on the molding surface 15 a of the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12.
[0030]
Next, the valve depression molding punch 12 is raised, and the upper end portion of the material S is fitted into the holding hole 14 a of the upper end holding stopper 14 as shown in FIG.
In this state, electric power is supplied to the induction heating coil 19 to generate heat. In this way, the inside of the valve molding space A of the valve molding die 13 is heated, so that the material S is an intermediate portion C that is the upper end of the molding portion that is made into the valve portion 2 by molding processing by the valve molding die 13. The lower side is heated.
The lower side from the intermediate portion C is a lower side than the rod portion 1 of the metal valve, that is, a processed portion S1 that is formed into the valve portion 2 by molding, and the intermediate portion C side in the processed portion S1 is heated.
[0031]
Thereafter, when the valve recess molding punch 12 is further raised, the material S is pressed upward by the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12.
As a result, as shown in FIG. 3C, in the material S, the processed portion S1 swells from the intermediate portion C side heated by the heat of the induction heating coil 19, and the lower end side of the processed portion S1 is induction heated. It is pushed into the heating range by the coil 19 and heated and softened.
[0032]
Thereby, the processed portion S1 of the material S is gradually deformed from the intermediate portion C side along the molding surface 17a of the upper mold portion 17 of the valve mold 13.
Further, when the valve recess molding punch 12 is raised, the deformation of the processed portion S1 of the material S further proceeds, and the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12 is inserted into the punch insertion hole 18a as shown in FIG. As a result, the molding surface 15 a of the punch portion 15 is projected from the upper surface of the valve pressing portion 18.
[0033]
In this state, when the valve recess molding punch 12 further rises, the valve pressing portion 18 is pressed upward by the pressing convex portion 16 of the valve recess molding punch 12 as shown in FIG. S1 is deformed so as to be pressed upward by the molding surface 15a of the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12 and the upper surface 18a of the valve pressing portion 18 and further bulge in the outer peripheral direction.
Thereby, the process part S1 of the raw material S deform | transforms so that the valve molding space part A may be filled, and the valve part 2 of a metal valve is shape | molded.
[0034]
As described above, according to the above-described metal valve processing method, the processing portion S1 of the material S to be the umbrella-shaped valve portion 2 is pressed in the axial direction while gradually heating from the intermediate portion C side toward the end portion. The material S is gradually expanded along the molding surface 15a that forms the valve molding space A from the intermediate portion C side by filling the valve molding space A of the valve molding die 13 with the material. Can be made. This eliminates the problem that a gap is formed between the valve portion 2 on the rod portion 1 side and the molding surface of the molding die, as in the case of the conventional processing method that bulges from the end portion side and molds. The metal valve can be molded with high accuracy.
[0035]
Moreover, since it is swelled by being pressed in the axial direction while being heated, the pressing force applied to the material S can be reduced as compared with the case where processing is performed by forging as in the prior art. The straightening process and machining process for securing the straightness of the shaft, adjusting the shaft length, and securing the face surface of the valve part 2 with respect to the rod part 1 can be made unnecessary, and the labor and time required for these can be eliminated. This can greatly reduce the processing cost. And it cannot be performed in advance in order to perform a re-bending process and a machining process for ensuring the straightness of the rod part 1, adjusting the axial length, securing the face surface of the valve part 2 with respect to the rod part 1, etc. Further, the end surface of the rod portion 1 can be smoothed and the cotter groove 3 for holding the valve spring can be formed in advance, thereby eliminating any machining after molding.
[0036]
Therefore, it is possible to eliminate the annealing process that has been conventionally required for softening a material that has been work-hardened by forging to perform machining, thereby further simplifying the operation and reducing the cost. .
In addition, since the valve molding space A can be swelled and filled without any gaps, by cutting the material S so as to have the same volume as the completed volume, Generation | occurrence | production of the burr | flash formed can be eliminated and a deburring process can be made unnecessary.
[0037]
The induction heating coil 19 heats and softens the other end side from the intermediate portion C of the rod-shaped material S, so that the processed portion S1 of the material S can be easily and reliably applied by the pressing force to the valve molding space A. The valve molding space A can be expanded and filled to mold the valve section 2 with high accuracy.
[0038]
Further, by pushing up the material S from the lower side, one end of the material S directed upward is brought into contact with the upper end holding stopper 14, and in this state, the material S is further pushed up, and an intermediate portion C of the material S The valve portion 2 can be molded with high accuracy by expanding the processed portion S1 that is heated and softened from the lower side in the valve molding space A. That is, since the material S is pushed up from the lower side, a special chuck for suspending the material S can be eliminated as compared with the case where the material S is pushed down from above.
[0039]
What is shown in FIG. 4 is one that softens the material S by heating with a laser.
As shown in the figure, the processing device 11 is provided with a laser heating device 23 on the lower side of the valve mold 13. The laser heating device 23 heats the material S by irradiating a laser beam.
In order to mold a metal valve by the heating device 11, as shown in FIG. 4A, the upper end side of the material S where the cotter groove 3 is formed is held on the valve pressing die 13 of the valve molding die 13. The punch 18 is inserted into the punch insertion hole 18a of the portion 18 and the insertion hole 17a of the upper die portion 17 in order, and the lower end portion is disposed on the molding surface 15a of the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12, and then the valve recess molding punch 12 is raised.
[0040]
At this time, when the upper end of the processing portion S1 which is the intermediate portion C of the material S reaches the laser heating position by the laser heating device 23, the laser is irradiated from the laser heating device 23.
And if this raw material S is raised further, the laser irradiation by the laser heating apparatus 23 will move below with the raise.
When the material S is further raised and the upper end of the material S is fitted into the holding hole 14a of the upper end holding stopper 14 as shown in FIG. The upper side in the processed portion S1 is heated.
[0041]
Thereafter, in the same manner as described above, the valve recess molding punch 12 is raised, and the material S is pressed upward by the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12, and as shown in FIG. Then, the processing portion S1 is swelled from the intermediate portion C heated by the laser device 23 and the induction heating coil 19, and further, the valve recess molding punch 12 is raised, and the deformation of the processing portion S1 of the material S further proceeds. 4 (d), the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12 is inserted into the punch insertion hole 18a, and the molding surface 15a of the punch portion 15 is projected from the upper surface of the valve pressing portion 18, and in this state Then, the valve recess molding punch 12 is further raised, and the valve pressing portion 18 is pressed upward by the pressing convex portion 16 of the valve recess molding punch 12, as shown in FIG. In other words, the processed portion S1 of the material S is deformed so that it is pressed upward by the molding surface 15a of the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12 and the upper surface 18a of the valve pressing portion 18 and further bulges in the outer peripheral direction. .
[0042]
Thereby, the processing portion S1 of the material S is deformed so as to fill the valve molding space A, and the valve portion 2 of the metal valve is molded.
Thus, according to this metal valve processing method, the processing portion S1 of the material S to be inserted into the valve molding space A is heated by sequentially irradiating the laser from the intermediate portion C to the other end. Thus, in the bulb molding space A, the processing portion S1 heated by the laser is bulged from the intermediate portion C side to be filled, and the bulb portion 2 can be molded with high accuracy.
[0043]
In the above example, the laser heating device 23 is provided in the processing device 11 provided with the induction heating coil 19. However, only the laser heating device 23 is provided, and the valve unit 2 is processed only by heating with the laser. It is good also as a simple structure.
[0044]
5 is provided with a direct heating means by energization instead of the induction heating coil 19 and the laser heating device 23.
As shown in FIG. 5, electric power is supplied to the valve molding die 13 from a power source 24 connected to the upper die portion 17 and the valve pressing portion 18.
In this processing apparatus 11, the punch insertion hole 18 a of the valve pressing portion 18 has a small diameter, and is in electrical contact with the material S to be inserted.
In the processing apparatus 11, power is supplied from the power supply 24 in a state where the material S is inserted into the punch insertion hole 18 a of the valve pressing portion 18 of the valve mold 13 and the insertion hole 17 a of the upper mold portion 17. Then, the portion through which the current of the material S passes is directly heated by this electric power.
[0045]
And in the said processing apparatus 11, as shown to Fig.5 (a), the punch insertion hole 18a and the upper mold | type of the valve | bulb pressing part 18 of the valve shaping | molding die 13 are made into the upper end part side in which the cotter groove | channel 3 of the raw material S was formed. The lower end portion is inserted on the molding surface 15a of the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12, the valve recess molding punch 12 is raised, and the upper end portion of the material S is moved. When electric power is supplied from the power supply 24 in a state of being fitted in the holding hole 14a of the upper end holding stopper 14, the intermediate portion C side of the processed portion S1 of the material S is energized and directly generates heat, and this processed portion S1. Is softened.
[0046]
Thereafter, when the valve depression molding punch 12 is further raised, the material S is pressed upward by the punch portion 15 of the valve depression molding punch 12 as described above, and as shown in FIG. However, the processed portion S1 bulges from the heated intermediate portion C side, and the lower end side of the processed portion S1 is energized and heated to be softened.
[0047]
As a result, the processed portion S1 of the material S is gradually deformed from the center side along the molding surface 17a of the upper mold portion 17 of the valve molding die 13, and further, when the valve recess molding punch 12 rises, The deformation of the processed portion S1 further proceeds, and as shown in FIG. 5C, the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12 is inserted into the punch insertion hole 18a, and the molding surface 15a of the punch portion 15 is When the valve depression molding punch 12 further rises in this state, the valve depression 18 is pushed upward by the valve depression molding punch 12 as shown in FIG. Then, the processed portion S1 of the material S is pressed upward by the molding surface 15a of the punch portion 15 of the valve recess molding punch 12 and the upper surface 18a of the valve pressing portion 18 to be removed. Deformed so as to further bulge the direction, the working portion S1 of the material S is deformed so as to fill the valve molding space portion A, the valve portion 2 of the metal valve is molded.
[0048]
As described above, even in this processing method, the processed portion S1 of the material S that becomes the umbrella-shaped valve portion 2 is pressed in the axial direction while gradually heating from the intermediate portion C side toward the end portion, thereby expanding. By letting out and filling the valve molding space A of the valve molding die 13, the material S can be gradually expanded along the molding surface 15a forming the valve molding space A from the intermediate part C side. . Thereby, in particular, in the conventional processing method of bulging from the end portion side and molding, the gap formed between the valve portion 2 on the rod portion 1 side and the molding surface of the molding die can be eliminated. The metal valve can be molded with high accuracy, and the pressure applied to the material S is reduced compared to the conventional case where forging is performed because the metal valve is pressed in the axial direction while being heated and bulged. This eliminates the need for a re-bending process and a machining process for securing the straightness of the rod part 1, adjusting the axial length, securing the face surface of the valve part 2 with respect to the rod part 1, and the like. Therefore, the labor and time required for these can be omitted, and the processing cost can be greatly reduced. And it cannot be performed in advance in order to perform a re-bending process and a machining process for ensuring the straightness of the rod part 1, adjusting the axial length, securing the face surface of the valve part 2 with respect to the rod part 1, etc. Further, the end surface of the rod portion 1 can be smoothed and the cotter groove 3 for holding the valve spring can be formed in advance, thereby eliminating any machining after molding.
[0049]
In addition, it is possible to eliminate the annealing process that has been conventionally required for softening a material that has been work-hardened by forging to perform machining, thereby further simplifying the operation and reducing costs. .
In addition, since the valve molding space A can be swelled and filled without any gaps, by cutting the material S so as to have the same volume as the completed volume, Generation | occurrence | production of the burr | flash formed can be eliminated and a deburring process can be made unnecessary.
[0050]
In the case of this processing method, the intermediate portion C of the rod-shaped material S is energized to the other end side to generate heat and soften, and the processed portion of the material can be easily and reliably processed by the pressing force to the valve molding space A. The valve portion 2 can be molded with high accuracy by causing S1 to bulge into the valve molding space A to be filled.
In the case of this processing method, the material S may be heated by energization, and the material S may be heated by the laser heating device 23. In this way, the molding process can be performed more satisfactorily. It becomes possible.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the metal valve processing method of the present invention, the following effects can be obtained.
According to the method for processing a metal valve according to claim 1, the processed portion of the material to be an umbrella-shaped valve portion is swelled by pressing in the axial direction while gradually heating from the intermediate portion side toward the end portion. Thus, by filling the valve molding space portion of the molding die, the material can be gradually expanded along the molding surface forming the valve molding space portion from the intermediate portion side. This eliminates the inconvenience that a gap is formed between the valve part on the rod part side and the molding surface of the molding die, as in the conventional processing method in which it is bulged from the end part side and molded. The metal valve can be molded with high accuracy.
In addition, since it is swelled by pressing in the axial direction while heating, the pressing force applied to the material can be reduced compared to the case where processing is performed by forging as in the prior art. Re-bending process and machining process for securing the degree, adjusting the shaft length, securing the face surface of the valve part with respect to the rod part, etc. can be dispensed with, and the labor and time required for these can be omitted. The processing cost can be greatly reduced. And rod part that could not be performed in advance to perform re-bending process and machining process for securing straightness of rod part, adjusting axial length, securing face face of valve part to rod part, etc. A smooth finish of the end face and formation of a cotter groove for holding the valve spring can be performed in advance, thereby eliminating any machining after molding.
[0052]
Therefore, it is possible to eliminate the annealing process that has been conventionally required for softening a material that has been work-hardened by forging to perform machining, thereby further simplifying the operation and reducing the cost. .
In addition, since the bulb molding space can be filled without any gaps, the burrs formed on the outer periphery of the bulb can be cut by cutting the material so that it has the same volume as the completed volume. Can be eliminated, and deburring can be eliminated.
[0053]
According to the metal valve processing method of claim 2, the end surface of one end of the rod-shaped material, that is, the end surface of the rod portion is smoothed in advance, so that the end surface is machined and smoothed after molding. Time and effort can be eliminated.
[0054]
According to the method for processing a metal valve according to claim 3, by previously forming a cotter groove for holding a valve spring, it is possible to eliminate the trouble of machining the cotter groove after molding. it can.
[0055]
According to the method for processing a metal valve according to claim 4, the other end side is heated and softened from the intermediate part of the rod-shaped material by the induction heating coil, and easily and surely by the pressing force to the valve molding space part. In addition, the processed portion of the material can be expanded into the valve molding space to be filled and the valve portion can be molded with high accuracy.
[0056]
According to the method for processing a metal valve according to claim 5, the material is softened by generating heat by energizing the other end side from the intermediate part of the rod-shaped material, and easily and surely by the pressing force to the valve molding space part. The processed portion can be expanded and filled in the valve molding space, and the valve portion can be molded with high accuracy.
[0057]
According to the method for processing a metal valve according to claim 6, the processed part of the material to be inserted into the valve molding space is heated by irradiating a laser sequentially from the intermediate part to the other end. In the space portion, the processing portion heated by the laser is expanded from the intermediate portion side to be filled, and the valve portion can be molded with high accuracy.
[0058]
According to the metal valve processing method of claim 7, by pushing up the material from the lower side, one end of the material directed upward is brought into contact with the stopper, and in this state, the material is further pushed up, The processed portion to be heated and softened from the lower side from the intermediate portion can be bulged in the valve molding space to mold the valve portion with high accuracy. That is, since the material is pushed up from the lower side, a special chuck for suspending the material can be eliminated as compared with the case where the material is pushed down from above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a processing apparatus for explaining a metal valve processing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a metal valve processing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of each processing apparatus for explaining a metal valve processing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of each processing apparatus for explaining another processing method of the metal valve according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of each processing apparatus for explaining another processing method of the metal valve according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view of a metal valve for explaining the shape and structure of the metal valve.
FIG. 7 is a schematic process diagram for explaining a conventional example of a method for processing a metal valve.
FIG. 8 is a schematic process diagram for explaining another conventional example of a method for processing a metal valve.
[Explanation of symbols]
1 Rod part
2 Valve section
3 cotter grooves
13 Valve mold (mold)
14 Upper end holding stopper (stopper)
19 Coil for induction heating
A Valve molding space
C Middle part
S material
S1 Machining part

Claims (7)

一端側が棒状のロッド部とされ、他端側が傘状のバルブ部とされた金属バルブを、棒状の素材の中間部から他端側を傘状に成型することにより加工する金属バルブの加工方法であって、
前記素材の一端を保持するとともに、
前記素材の中間部よりも他端側からなる加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら前記素材の一端に向かうように軸方向へ押圧して膨出させることにより、加工部分の周囲を覆うように設けられた成型型によって形成されたバルブ成型空間部内に充満させて前記バルブ部を成型することを特徴とする金属バルブの加工方法。A metal valve processing method for processing a metal valve having a rod-shaped rod portion at one end and an umbrella-shaped valve portion at the other end by molding the other end side into an umbrella shape from an intermediate portion of the rod-shaped material. There,
While holding one end of the material,
By swelling the processed part consisting of the other end side from the intermediate part of the material , pressing in the axial direction toward the one end of the material while gradually heating from the intermediate part side toward the end part, A method for processing a metal valve, comprising filling a valve molding space formed by a molding die provided so as to cover the periphery of a processing portion to mold the valve portion. 前記棒状の素材の一端の端面を、予め精密せん断加工を施すことにより平滑化しておくことを特徴とする請求項１記載の金属バルブの加工方法。  2. The method of processing a metal valve according to claim 1, wherein an end face of one end of the rod-shaped material is smoothed by performing precision shearing in advance. 前記素材の一端近傍における周面に、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことを特徴とする請求項１または請求項２記載の金属バルブの加工方法。  The metal valve processing method according to claim 1 or 2, wherein a cotter groove for holding a valve spring is formed in advance on a peripheral surface in the vicinity of one end of the material. 前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、前記棒状の素材の中間部から他端側を加熱する誘導加熱用コイルを設け、該誘導加熱用コイルによって前記素材の中間部から他端側を加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。  The mold for forming the valve molding space is provided with an induction heating coil for heating the other end side from the intermediate portion of the rod-shaped material, and the other end side is heated from the intermediate portion of the material by the induction heating coil. The metal valve processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the other end is pressed toward the valve molding space portion while pressing. 前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、このバルブ成型空間部に配設された素材に通電することにより発熱させ加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。  The mold for forming the valve molding space is heated by heating the material disposed in the valve molding space by heating the material, and the other end is pressed toward the valve molding space. The processing method of the metal valve of any one of Claims 1-3. 前記バルブ成型空間部へ挿入される前記素材の中間部から他端部側の加工部分に、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射して加熱させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。  The laser beam is heated in order from the intermediate part to the other end of the processed part on the other end part side from the intermediate part of the material inserted into the valve molding space part, and heated. 6. The method for processing a metal valve according to any one of 5 above. 素材の一端を上方へ向けて前記バルブ成型空間部内を貫通するように配設した状態にて、前記素材を他端から押し上げることにより、前記一端を、前記成型型の上方に設けられたストッパに当接させ、さらに押し上げることにより、加熱されて軟化された中間部から下方側を中間部側から膨出させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。  With the one end of the material facing upward and penetrating through the valve molding space, by pushing up the material from the other end, the one end becomes a stopper provided above the molding die. The metal valve processing method according to any one of claims 1 to 6, wherein a lower side is bulged from the intermediate part side from the intermediate part heated and softened by abutting and further pushing up. .

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