CN112846430B - 一种舵柄键槽开槽装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种舵柄键槽开槽装置，包括底板、舵柄线切割校正盘，底板的上端面中心处设有与舵柄锥孔小直径端配合的凸台，凸台上轴向开设有加工孔、键槽加工用槽，键槽加工用槽位于加工孔外侧且与加工孔连通，校正盘呈T字形，包括同轴设置的法兰、校正部，校正部为与舵柄锥孔的大直径端插入配合的锥形结构，且校正盘的中心处轴向开设有校正孔，使用时，先将校正盘装配在舵柄上后固定在工作台上，再对舵柄锥孔中心线与工作台的垂直度进行校正，然后线切割粗加工出多个键槽，随后将底板固定在工作台上，并将舵柄装配在底板上，接着在校正键槽底部平面与工作台的垂直度后对其进行精加工。该设计实现了舵柄键槽的线切割加工，降低了加工成本，提高了加工效率。

Description

一种舵柄键槽开槽装置及其使用方法

技术领域

本发明属于舵柄加工技术领域，具体涉及一种舵柄键槽开槽装置及其使用方法。

背景技术

随着国内外船舶技术的提高和船舶行业的需求，对舵机的要求愈来愈高，舵柄作为舵机主要的传动部件，由于其大多采用传统的加工方式，加工成本较高，而当今船舶行业价格竞争激烈，采用合理的加工方法很有必要。

舵柄中间孔设计为锥孔上有键槽的形式，与其配套的舵轴也是锥形结构，要求装配时拂配舵柄与舵轴的接触面积在70%以上，以增加接触摩擦力，同时，键也承受周向载荷，以增加装配的强度和稳定性。舵柄锥孔键槽与锥孔锥度1:10一致，锥孔可以在立车上加工，舵柄键槽通常采用镗铣床加工，对镗铣床来说，必须一端垫至与锥孔母线水平，才能保证加工的精度，因此，镗铣床加工的工时较长，加工成本较高，效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的加工成本较高、效率低的问题，提供一种能够有效降低加工成本、提高加工效率的舵柄键槽开槽装置及其使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种舵柄键槽开槽装置，包括底板、舵柄线切割校正盘，所述底板的上端面为斜度与舵柄锥孔的锥度一致的斜面，所述上端面的中心处设置有与舵柄锥孔的小直径端插入配合的凸台，所述凸台与上端面互相垂直，凸台上轴向开设有加工孔、键槽加工用槽，所述键槽加工用槽位于加工孔外侧且与加工孔连通，所述舵柄线切割校正盘的轴向截面呈T字形，包括同轴设置的法兰、校正部，所述校正部为与舵柄锥孔的大直径端插入配合的锥形结构，且舵柄线切割校正盘的中心处轴向开设有校正孔。

所述上端面上开设有环绕凸台下端边缘设置的一号环形凹槽。

所述上端面的两侧均设置有锪平面。

所述校正部的大直径端绕其周圈开设有二号环形凹槽。

所述法兰的顶部开设有吊装孔。

所述键槽加工用槽的尺寸大于舵柄键槽的尺寸。

一种舵柄键槽开槽装置的使用方法，依次包括以下步骤：

步骤一、在完成舵柄锥孔的加工后，先将舵柄水平放置，使舵柄锥孔的大直径端朝上，再将舵柄线切割校正盘装配至舵柄锥孔中，使校正部与舵柄锥孔的大直径端插入配合，法兰的下端面与舵柄的上端面贴平；

步骤二、先将装配好舵柄线切割校正盘的舵柄固定在线切割工作台上，再将校正孔与工作台的垂直度校正至要求范围，然后拆下舵柄线切割校正盘，采用线切割依次粗加工出舵柄锥孔内的多个键槽，最后卸下舵柄；

步骤三、先将底板固定在线切割工作台上，再将舵柄装配在底板上，使凸台与舵柄锥孔的小直径端插入配合，上端面与舵柄锥孔的小直径端面贴平，且键槽加工用槽的位置与某一键槽相对应；

步骤四、先将该键槽底部平面与工作台的垂直度校正至要求范围，再对该键槽进行精加工；

步骤五、先旋转舵柄至键槽加工用槽的位置与另一键槽相对应，然后重复步骤四；

步骤六、循环重复步骤五，直至舵柄锥孔内的所有键槽均完成精加工，最后拆下舵柄和底板即可。

所述上端面的两侧均设置有锪平面；

步骤二中，所述舵柄的固定方法为：

先将舵柄置于机床桥板上，然后在舵柄的两侧均采用压板的压接端压住其顶部，并通过压板中部设置的螺杆组件将舵柄压紧在机床工作台上；

步骤三中，所述底板的固定方法为：

先将底板置于机床桥板上，然后在底板的两侧均采用压板5的压接端压住锪平面，并通过螺杆组件将底板压紧在机床工作台上。

步骤二中，所述将校正孔与工作台的垂直度校正至要求范围是指：先采用厚度为0.01mm的塞尺检查法兰的下端面与舵柄的上端面之间的间隙，满足塞尺不入，然后调整钼丝使其与校正孔接触，通过观察钼丝火花大小和火花位置来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与校正孔一致，此时，钼丝与工作台、校正孔与工作台的垂直度一致，钼丝与舵柄锥孔的中心线平行；

步骤四中，所述将该键槽底部平面与工作台的垂直度校正至要求范围是指：调整钼丝使其与键槽接触，通过观察钼丝火花大小和火花位置来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与键槽一致即可。

所述步骤二中，校正孔与工作台的垂直度要求范围为不超过0.03mm；

所述步骤四中，键槽底部平面与工作台的垂直度要求范围为不超过0.03mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种舵柄键槽开槽装置包括底板、舵柄线切割校正盘，底板的上端面为斜度与舵柄锥孔的锥度一致的斜面，上端面的中心处设置有与舵柄锥孔的小直径端插入配合的凸台，凸台与上端面互相垂直，凸台上轴向开设有加工孔、键槽加工用槽，键槽加工用槽位于加工孔外侧且与加工孔连通，舵柄线切割校正盘的轴向截面呈T字形，包括同轴设置的法兰、校正部，校正部为与舵柄锥孔的大直径端插入配合的锥形结构，且舵柄线切割校正盘的中心处轴向开设有校正孔，使用时，先将舵柄线切割校正盘装配在舵柄上，再固定在线切割工作台上，通过舵柄线切割校正盘将舵柄锥孔的中心线与工作台的垂直度校正至要求范围，然后采用线切割粗加工出舵柄锥孔内的多个键槽，随后将底板固定在线切割工作台上，并将舵柄装配在底板上，接着在将键槽底部平面与工作台的垂直度校正至要求范围后对其进行精加工，本装置实现了舵柄键槽的线切割加工，不仅能够节省加工时间和成本，而且还能提高加工效率。因此，本发明采用线切割加工有效降低了加工时间和成本，提高了加工效率。

2、本发明一种舵柄键槽开槽装置中上端面上开设有环绕凸台下端边缘设置的一号环形凹槽，该结构可有效消除凸台根部与舵柄锥孔之间的装配干涉，保证舵柄端面与底板的上端面贴平，有利于保证加工精度，同时，校正部的大直径端绕其周圈开设有二号环形凹槽，该结构可有效消除校正部顶部与舵柄锥孔之间的装配干涉，保证法兰底面与舵柄端面贴平，有利于提高校正的精度。因此，本发明有效保证了加工和校正精度。

附图说明

图1为本发明中底板的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明中底板与舵柄的装配示意图。

图4为图3的C部放大图。

图5为本发明中舵柄线切割校正盘的结构示意图。

图6为图5的B-B剖视图。

图7为本发明中舵柄线切割校正盘与舵柄的装配示意图。

图8为舵柄与工作台的固定结构图。

图9为底板与工作台的固定结构图。

图中，底板1、上端面11、凸台12、加工孔13、键槽加工用槽14、一号环形凹槽15、锪平面16、舵柄线切割校正盘2、法兰21、校正部22、校正孔23、二号环形凹槽24、吊装孔2、舵柄锥孔3、键槽31、机床桥板4、压板5、螺杆组件6、等高铁7。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1-图9，一种舵柄键槽开槽装置，包括底板1、舵柄线切割校正盘2，所述底板1的上端面11为斜度与舵柄锥孔3的锥度一致的斜面，所述上端面11的中心处设置有与舵柄锥孔3的小直径端插入配合的凸台12，所述凸台12与上端面11互相垂直，凸台12上轴向开设有加工孔13、键槽加工用槽14，所述键槽加工用槽14位于加工孔13外侧且与加工孔13连通，所述舵柄线切割校正盘2的轴向截面呈T字形，包括同轴设置的法兰21、校正部22，所述校正部22为与舵柄锥孔3的大直径端插入配合的锥形结构，且舵柄线切割校正盘2的中心处轴向开设有校正孔23。

所述上端面11上开设有环绕凸台12下端边缘设置的一号环形凹槽15。

所述上端面11的两侧均设置有锪平面16。

所述校正部22的大直径端绕其周圈开设有二号环形凹槽24。

所述法兰21的顶部开设有吊装孔25。

所述键槽加工用槽14的尺寸大于舵柄键槽的尺寸。

一种舵柄键槽开槽装置的使用方法，依次包括以下步骤：

步骤一、在完成舵柄锥孔3的加工后，先将舵柄水平放置，使舵柄锥孔3的大直径端朝上，再将舵柄线切割校正盘2装配至舵柄锥孔3中，使校正部22与舵柄锥孔3的大直径端插入配合，法兰21的下端面与舵柄的上端面贴平；

步骤二、先将装配好舵柄线切割校正盘2的舵柄固定在线切割工作台上，再将校正孔23与工作台的垂直度校正至要求范围，然后拆下舵柄线切割校正盘2，采用线切割依次粗加工出舵柄锥孔3内的多个键槽31，最后卸下舵柄；

步骤三、先将底板1固定在线切割工作台上，再将舵柄装配在底板1上，使凸台12与舵柄锥孔3的小直径端插入配合，上端面11与舵柄锥孔3的小直径端面贴平，且键槽加工用槽14的位置与某一键槽31相对应；

步骤四、先将该键槽31底部平面与工作台的垂直度校正至要求范围，再对该键槽31进行精加工；

步骤五、先旋转舵柄至键槽加工用槽14的位置与另一键槽31相对应，然后重复步骤四；

步骤六、循环重复步骤五，直至舵柄锥孔3内的所有键槽31均完成精加工，最后拆下舵柄和底板1即可。

所述上端面11的两侧均设置有锪平面16；

步骤二中，所述舵柄的固定方法为：

先将舵柄置于机床桥板4上，然后在舵柄的两侧均采用压板5的压接端压住其顶部，并通过压板5中部设置的螺杆组件6将舵柄压紧在机床工作台上；

步骤三中，所述底板1的固定方法为：

先将底板1置于机床桥板4上，然后在底板1的两侧均采用压板5的压接端压住锪平面16，并通过螺杆组件6将底板1压紧在机床工作台上。

步骤二中，所述将校正孔23与工作台的垂直度校正至要求范围是指：先采用厚度为0.01mm的塞尺检查法兰21的下端面与舵柄的上端面之间的间隙，满足塞尺不入，然后调整钼丝使其与校正孔23接触，通过观察钼丝火花大小和火花来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与校正孔23一致，此时，钼丝与工作台、校正孔23与工作台的垂直度一致，钼丝与舵柄锥孔3的中心线平行；

步骤四中，所述将该键槽31底部平面与工作台的垂直度校正至要求范围是指：调整钼丝使其与键槽31接触，通过观察钼丝火花大小和火花位置来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与键槽31一致即可。

所述步骤二中，校正孔23与工作台的垂直度要求范围为不超过0.03mm；

所述步骤四中，键槽31底部平面与工作台的垂直度要求范围为不超过0.03mm。

本发明的原理说明如下：

本发明提供了一种舵柄键槽开槽装置及其使用方法，该装置中，底板1的上端面11斜度与舵柄锥孔的锥度一致，可以保证舵柄放在底板上时舵柄母线是垂直于线切割工作台的；底板1中间设有凸台12，凸台12与上端面11垂直，凸台12中间有加工孔13，该孔既可以容纳线切割钼丝，又可以减重；上端面11两侧设有多个锪平面16，方便压板5将底板1压紧在工作台上；舵柄线切割校正盘2的锥度与舵柄锥孔3的锥度一致，便于安装定位；舵柄线切割校正盘2的中心处开设有校正孔23，为了校正舵柄锥孔3与工作台垂直；法兰21顶部开设吊装孔25，方便舵柄线切割校正盘2的安装与拆卸。

实施例1：

参见图1-图7，一种舵柄键槽开槽装置，包括底板1、舵柄线切割校正盘2，所述底板1的上端面11为斜度与舵柄锥孔3的锥度一致的斜面，所述上端面11的两侧均设置有锪平面16，上端面11的中心处设置有与舵柄锥孔3的小直径端插入配合的凸台12，上端面11上开设有环绕凸台12下端边缘设置的一号环形凹槽15，所述凸台12与上端面11互相垂直，凸台12上轴向开设有加工孔13、键槽加工用槽14，所述键槽加工用槽14位于加工孔13外侧且与加工孔13连通，键槽加工用槽14的尺寸大于舵柄键槽的尺寸，所述舵柄线切割校正盘2的轴向截面呈T字形，包括同轴设置的法兰21、校正部22，所述法兰21的顶部开设有吊装孔25，所述校正部22为与舵柄锥孔3的大直径端插入配合的锥形结构，校正部22的大直径端绕其周圈开设有二号环形凹槽24，且舵柄线切割校正盘2的中心处轴向开设有校正孔23。

上述舵柄键槽开槽装置的使用方法，依次按照以下步骤进行：

1、在完成舵柄锥孔3的加工后，先将舵柄水平放置，使舵柄锥孔3的大直径端朝上，再将舵柄线切割校正盘2装配至舵柄锥孔3中，使校正部22与舵柄锥孔3的大直径端插入配合，法兰21的下端面与舵柄的上端面贴平；

2、先将装配好舵柄线切割校正盘2的舵柄置于机床桥板4上，然后在舵柄的两侧均采用压板5的压接端压住其顶部，并通过压板5中部设置的螺杆组件6将舵柄压紧在机床工作台上，压板5的另一端放在等高铁7上（参见图7），再采用厚度为0.01mm的塞尺检查法兰21的下端面与舵柄的上端面之间的间隙，满足塞尺不入，随后调整钼丝使其与校正孔23接触，通过观察钼丝火花大小和火花位置来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与校正孔23一致，此时，钼丝与工作台、校正孔23与工作台的垂直度一致，均不超过0.03mm，钼丝与舵柄锥孔3的中心线平行，之后压紧舵柄对校正孔23的垂直度进行复检，接着拆下舵柄线切割校正盘2，采用线切割依次粗加工出舵柄锥孔3内的三个键槽31，最后卸下舵柄；

3、先将底板1置于机床桥板4上，然后在底板1的两侧均采用压板5的压接端压住锪平面16，并通过螺杆组件6将底板1压紧在机床工作台上，压板5的另一端放在等高铁7上（参见图8），再将舵柄装配在底板上，使凸台12与舵柄锥孔3的小直径端插入配合，上端面11与舵柄锥孔3的小直径端面贴平，且键槽加工用槽14的位置与某一键槽31相对应；

4、先调整钼丝使其与键槽31接触，通过观察钼丝火花大小和火花位置来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与键槽31一致，以将该键槽31底部平面与工作台的垂直度校正至不超过0.03mm，再对该键槽31进行精加工；

5、先拆下舵柄，旋转120°后将其装配在底板上，使凸台12与舵柄锥孔3的小直径端插入配合，上端面11与舵柄锥孔3的小直径端面贴平，且键槽加工用槽14的位置与另一键槽31相对应，然后重复第4步；

6、重复第5步，直至舵柄锥孔3内的所有键槽31均完成精加工，最后拆下舵柄和底板1。

Claims (10)

1.一种舵柄键槽开槽装置，其特征在于：

所述装置包括底板（1）、舵柄线切割校正盘（2），所述底板（1）的上端面（11）为斜度与舵柄锥孔（3）的锥度一致的斜面，所述上端面（11）的中心处设置有与舵柄锥孔（3）的小直径端插入配合的凸台（12），所述凸台（12）与上端面（11）互相垂直，凸台（12）上轴向开设有加工孔（13）、键槽加工用槽（14），所述键槽加工用槽（14）位于加工孔（13）外侧且与加工孔（13）连通，所述舵柄线切割校正盘（2）的轴向截面呈T字形，包括同轴设置的法兰（21）、校正部（22），所述校正部（22）为与舵柄锥孔（3）的大直径端插入配合的锥形结构，且舵柄线切割校正盘（2）的中心处轴向开设有校正孔（23）。

2.根据权利要求1所述的一种舵柄键槽开槽装置，其特征在于：所述上端面（11）上开设有环绕凸台（12）下端边缘设置的一号环形凹槽（15）。

3.根据权利要求1或2所述的一种舵柄键槽开槽装置，其特征在于：所述上端面（11）的两侧均设置有锪平面（16）。

4.根据权利要求1或2所述的一种舵柄键槽开槽装置，其特征在于：所述校正部（22）的大直径端绕其周圈开设有二号环形凹槽（24）。

5.根据权利要求1或2所述的一种舵柄键槽开槽装置，其特征在于：所述法兰（21）的顶部开设有吊装孔（25）。

6.根据权利要求1或2所述的一种舵柄键槽开槽装置，其特征在于：所述键槽加工用槽（14）的尺寸大于舵柄键槽的尺寸。

7.一种权利要求1所述的舵柄键槽开槽装置的使用方法，其特征在于：

所述方法依次包括以下步骤：

步骤一、在完成舵柄锥孔（3）的加工后，先将舵柄水平放置，使舵柄锥孔（3）的大直径端朝上，再将舵柄线切割校正盘（2）装配至舵柄锥孔（3）中，使校正部（22）与舵柄锥孔（3）的大直径端插入配合，法兰（21）的下端面与舵柄的上端面贴平；

步骤二、先将装配好舵柄线切割校正盘（2）的舵柄固定在线切割工作台上，再将校正孔（23）与工作台的垂直度校正至要求范围，然后拆下舵柄线切割校正盘（2），采用线切割依次粗加工出舵柄锥孔（3）内的多个键槽（31），最后卸下舵柄；

步骤三、先将底板（1）固定在线切割工作台上，再将舵柄装配在底板（1）上，使凸台（12）与舵柄锥孔（3）的小直径端插入配合，上端面（11）与舵柄锥孔（3）的小直径端面贴平，且键槽加工用槽（14）的位置与某一键槽（31）相对应；

步骤四、先将该键槽（31）底部平面与工作台的垂直度校正至要求范围，再对该键槽（31）进行精加工；

步骤五、先旋转舵柄至键槽加工用槽（14）的位置与另一键槽（31）相对应，然后重复步骤四；

步骤六、循环重复步骤五，直至舵柄锥孔（3）内的所有键槽（31）均完成精加工，最后拆下舵柄和底板（1）即可。

8.根据权利要求7所述的一种舵柄键槽开槽装置的使用方法，其特征在于：

所述上端面（11）的两侧均设置有锪平面（16）；

步骤二中，所述舵柄的固定方法为：

先将舵柄置于机床桥板（4）上，然后在舵柄的两侧均采用压板（5）的压接端压住其顶部，并通过压板（5）中部设置的螺杆组件（6）将舵柄压紧在机床工作台上；

步骤三中，所述底板（1）的固定方法为：

先将底板（1）置于机床桥板（4）上，然后在底板（1）的两侧均采用压板（5）的压接端压住锪平面（16），并通过螺杆组件（6）将底板（1）压紧在机床工作台上。

9.根据权利要求8所述的一种舵柄键槽开槽装置的使用方法，其特征在于：

步骤二中，所述将校正孔（23）与工作台的垂直度校正至要求范围是指：先采用厚度为0.01mm的塞尺检查法兰（21）的下端面与舵柄的上端面之间的间隙，满足塞尺不入，然后调整钼丝使其与校正孔（23）接触，通过观察钼丝火花大小和火花位置来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与校正孔（23）一致，此时，钼丝与工作台、校正孔（23）与工作台的垂直度一致，钼丝与舵柄锥孔（3）的中心线平行；

步骤四中，所述将该键槽（31）底部平面与工作台的垂直度校正至要求范围是指：调整钼丝使其与键槽（31）接触，通过观察钼丝火花大小和火花位置来调整钼丝的走丝角度，直至钼丝的走丝角度与键槽（31）一致即可。

10.根据权利要求7所述的一种舵柄键槽开槽装置的使用方法，其特征在于：

所述步骤二中，校正孔（23）与工作台的垂直度要求范围为不超过0.03mm；

所述步骤四中，键槽（31）底部平面与工作台的垂直度要求范围为不超过0.03mm。

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