空心发动机气门的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能谋求制造工序的简化及加工精度的提高的空心发动机气门的制造方法。因此，具备在阀头部(10a)和空心轴部(10b)形成有空心孔(10c)的阀主体(10)的空心发动机气门(1)的制造方法中，通过一次热锻将作为阀主体(10)的原材料的实心圆棒(11)成形为半成品(12)，通过对该半成品(12)进行旋转模锻加工而将该半成品(12)成形为半成品(13)，通过对该半成品(13)进行缩颈加工而将该半成品(13)成形为阀主体(10)，在该阀主体(10)的空心轴部(10b)的端部接合轴端密封构件(20)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空心发动机气门的制造方法
本专利技术涉及具备阀主体的空心发动机气门的制造方法，该阀主体在阀头部和与该阀头部连接的空心轴部形成有空心孔。
技术介绍
近年来，在发动机气门中，伴随发动机的高输出化及高性能化，提出了各种使其内部形成为空心状的方案。由此，空心的发动机气门与实心的发动机气门相比，能谋求轻量化，能进行高精度的气门开闭动作。而且，这样的以往的空心发动机气门的制造方法例如公开于专利文献1中。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4390291号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述以往的空心发动机气门的制造方法中，在分别单独地制造了阀主体、空心轴构件、轴端密封构件之后，将上述各构件彼此接合，从而得到作为成品的空心发动机气门。而且，在上述的构件中的尤其是阀主体的制造方法中，通过两次锻造将作为原材料的实心圆棒成形为半成品之后，通过缩颈加工(挤压加工)将该半成品成形为阀主体。但是，如上所述，在以往的锻造工序中，需要相对于实心圆棒进行两次锻造，在通过第一次锻造将实心圆棒形成为杯状的中间品之后，通过第二次锻造将中间品成形为半成品。而且，在第二次锻造中，通过进行将中间品的下端部分向外侧扩宽那样的锻造，来成形半成品的阀头部，为了实施这样的锻造，必须在将模芯插入到杯状的中间品的空心孔中的状态下进行成型。而且，在这样地插入模芯的状态下进行成型的情况下，在将中间品的下侧部分向外侧扩宽的过程中，需要将模芯插入到通过第一次锻造而成形的中间品的空心孔中，因此，模芯的外径必然小于中间品的空心孔的内径。由此，与模芯的外径小于中间品的空心孔的内径相应地，可能在其空心孔内产生台阶。特别是，在利用热锻成形阀主体的半成品的情况下，容易产生这样的台阶。而且，该台阶不仅在作为下一工序的缩颈加工时会导致挤压不良，而且在使用空心发动机气门时会成为受到应力集中的强度降低部。另外，通过缩颈加工成形的阀主体的空心轴部(空心孔)的内径的设定范围在一定程度上由缩颈加工开始时的半成品的空心轴部(空心孔)的内径决定。而且，在缩颈加工时，半成品中的空心轴部的壁厚单调地增加，因此，作为成品的阀主体中的空心轴部的壁厚的设定范围在一定程度上由缩颈加工开始时的半成品的空心轴部的壁厚决定。由此，在以往的制造方法中，难以制造任意尺寸的阀主体(空心发动机气门)。因此，本专利技术是为了解决上述课题而做成的，其目的在于提供一种能谋求制造工序的简化及加工精度的提高的空心发动机气门的制造方法。用于解决课题的方案用于解决上述课题的第一方案涉及的空心发动机气门的制造方法中，该空心发动机气门具备阀主体，该阀主体在阀头部和与该阀头部连接的空心轴部形成有空心孔，所述空心发动机气门的制造方法的特征在于，通过一次热锻将作为所述阀主体的原材料的实心圆棒成形为阀主体半成品，该阀主体半成品在与所述阀头部对应的半成品阀头部和与所述空心轴部对应的半成品空心轴部形成有与所述空心孔对应的半成品空心孔，对所述阀主体半成品进行一边使所述阀主体半成品旋转一边按压所述半成品空心轴部的外周面的旋转模锻加工，由此使所述半成品空心轴部的直径缩小并使所述半成品空心轴部的轴长变长，对旋转模锻加工后的所述阀主体半成品进行逐步地挤压出所述半成品空心轴部、成为所述半成品阀头部与所述半成品空心轴部之间的连接部分的半成品颈部的缩颈加工，由此使所述半成品空心轴部的直径缩小并使所述半成品空心轴部的轴长变长，从而将该阀主体半成品成形为所述阀主体，在所述阀主体的所述空心轴部的端部以密封所述空心孔的方式接合轴端密封构件。用于解决上述课题的第二方案涉及的空心发动机气门的制造方法的特征在于，在所述半成品阀头部内的所述半成品空心孔的下端，加工内径比所述半成品空心孔的内径大的半成品扩径孔部。用于解决上述课题的第三方案涉及的空心发动机气门的制造方法的特征在于，在缩颈加工前，以使所述半成品颈部成为规定壁厚的方式对该半成品颈部进行加工。用于解决上述课题的第四方案涉及的空心发动机气门的制造方法的特征在于，在将制冷剂用的金属钠注入所述空心孔内之后，将所述轴端密封构件接合于所述空心轴部的端部。专利技术效果因此，根据本专利技术涉及的空心发动机气门的制造方法，通过一次热锻将作为阀主体的原材料的实心圆棒成形为阀主体半成品，通过旋转模锻加工及缩颈加工将该阀主体半成品成形为作为成品的阀主体，从而能够谋求制造工序的简化及加工精度的提高。附图说明图1是利用本专利技术的一实施例涉及的空心发动机气门的制造方法制造成的空心发动机气门的纵剖视图。图2(a)～(f)是依次表示将实心圆棒成形为阀主体的过程的图。图3是热锻用冲模的概略结构图，(a)～(d)是依次表示将实心圆棒成形至半成品的动作的图。图4是表示对半成品的空心孔的切削加工的情况的图。图5是旋转模锻加工装置的概略结构图，(a)是其俯视图，(b)是其侧视图。图6是表示对半成品的颈部的切削加工的情况的图。图7是缩颈加工装置的概略结构图，表示将半成品成形为阀主体的动作的图。具体实施方式以下，使用附图详细地说明本专利技术涉及的空心发动机气门的制造方法。实施例如图1所示，利用本专利技术涉及的制造方法制造成的空心发动机气门1是作为车辆等的发动机中的进气门或排气门使用的装置，由空心轴状的阀主体10和轴状的轴端密封构件20构成。而且，阀主体10与轴端密封构件20在彼此的轴端间接合。另外，如图1及图2(f)所示，阀主体10具有伞状的阀头部10a及空心轴状的空心轴部10b，在该阀主体10的内部，空心孔10c在阀头部10a和空心轴部10b以沿着该阀头部10a及空心轴部10b的外形形状的方式形成。而且，在空心孔10c内能封入制冷剂用的金属钠N。而且，在阀头部10a内的空心孔10c的下端形成有扩径孔部10d，该扩径孔部10d的最大内径d2大于空心孔10c的内径。而且，在阀头部10a与空心轴部10b之间形成有颈部10e。需要说明的是，阀主体10及轴端密封构件20的材质例如可以采用作为耐热钢的SUH1、SUH3、SUH11、SUH35、SUH38等。下面，使用图1至图7详细地说明空心发动机气门1的制造方法。在此，如图2(a)～(f)所示，阀主体10通过对于对作为其原材料的实心圆棒11进行热锻而成形的半成品12依次进行得到阀头部12a内的空心孔12c的切削加工、得到空心轴部12b的旋转模锻加工(冷锻加工)、得到颈部13e的切削加工(车削加工)及得到空心轴部13b及颈部13e的缩颈加工(挤压加工)，而将其形状从半成品12的形状改变为半成品13的形状之后最终成形。需要说明的是，从加工精度的观点出发，原则上希望上述缩颈加工为将半成品13保持为常温的状态下的冷锻，但根据原材料的加工性，也可以为将半成品13加热了的状态下的锻造。首先，如图2(a)、(b)及图3(a)～(d)所示，使用热锻用的冲模40将预先形成为规定形状的实心圆棒11成形为半成品12。如图3(a)所示，冲模40由圆柱状的上模(冲头)41和圆筒状的下模42构成。其中，下模42由模块51、浮动模52及筒体53构成，浮动模52及筒体53分别设于模块51的上部及下部。在模块51的中心部，以沿上下方向贯通该模块51的方式形成有圆筒状的收容部51a，而且，在该收容部51a内，以沿上下方向贯通该收容部51a的方式配置有模芯54。此时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心发动机气门的制造方法，该空心发动机气门具备阀主体，该阀主体在阀头部和与该阀头部连接的空心轴部形成有空心孔，所述空心发动机气门的制造方法的特征在于，通过一次热锻将作为所述阀主体的原材料的实心圆棒成形为阀主体半成品，该阀主体半成品在与所述阀头部对应的半成品阀头部和与所述空心轴部对应的半成品空心轴部形成有与所述空心孔对应的半成品空心孔，对所述阀主体半成品进行一边使所述阀主体半成品旋转一边按压所述半成品空心轴部的外周面的旋转模锻加工，由此使所述半成品空心轴部的直径缩小并使所述半成品空心轴部的轴长变长，对旋转模锻加工后的所述阀主体半成品进行逐步地挤压出所述半成品空心轴部、成为所述半成品阀头部与所述半成品空心轴部之间的连接部分的半成品颈部的缩颈加工，由此使所述半成品空心轴部的直径缩小并使所述半成品空心轴部的轴长变长，从而将该阀主体半成品成形为所述阀主体，在所述阀主体的所述空心轴部的端部以密封所述空心孔的方式接合轴端密封构件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.30 JP 2012-0172031.一种空心发动机气门的制造方法，该空心发动机气门具备阀主体，该阀主体在阀头部和与该阀头部连接的空心轴部形成有空心孔，所述空心发动机气门的制造方法的特征在于，通过一次热锻将作为所述阀主体的原材料的实心圆棒成形为阀主体半成品，该阀主体半成品在与所述阀头部对应的半成品阀头部和与所述空心轴部对应的半成品空心轴部形成有与所述空心孔对应的半成品空心孔，且在该半成品空心孔未产生台阶，对所述阀主体半成品进行一边使所述阀主体半成品旋转一边按压所述半成品空心轴部的外周面的旋转模锻加工，由此使所述半成品空心轴部的直径缩小并使所述半成品空心轴部的轴长变长，对旋转模锻加工后的所述阀主体半成品进行逐步地挤压出所述半成品空心轴部、成为所述半成品阀头部与所述半成品空心轴部之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：森井宏和，平尾健一郎，中村克己，吉村豹治，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，吉村股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP