CN1872490A - 30万吨油轮大舵杆的车削加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种30万吨油轮大舵杆的车削加工方法，首先，在落地镗床上对舵杆进行粗加工，将舵杆尾部安装在工装底板上，在工装底板上与舵杆尾部相对的一侧安装配重，使舵杆通过工装底板装卡在牛头车床上，在舵杆的杆部中间位置设置两个可调式支撑圈，用液压托轮托在牛头车床的花盘的外圆上然后车削舵杆的杆部外圆及1∶20锥度，其精度及表面粗糙度由砂带磨削抛光器实现。本发明利用普通的机床设备进行30万吨油轮大舵杆加工，方法简单、费用低，完全达到舵杆加工的技术要求。

Description

30万吨油轮大舵杆的车削加工方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工工艺方法，特别是涉及一种加工30万吨油轮大舵杆的工艺方法。

背景技术

大舵杆是30万吨级的超级大油轮的主要配件之一。图1是该舵杆的结构示意图，其锻件毛重一百多吨，长度达12m，非规则形状，如同一支放大的步枪，舵杆杆部如枪管，舵杆尾部如枪托把。

因为特异的不规则外形，且自身重量非常重，回转直径大，机械加工非常困难。

首先，舵杆加工最关键、要求最高的部位是舵杆杆部的外圆车削加工，舵杆杆部￠720mm外圆与￠710mm锥度外圆部位是整根舵杆的支承轴承部位，形位公差与表面粗糙度要求非常高；其次，舵杆杆部顶端还要加工一段M570x6、长350mm的外螺纹。

另外，舵杆尾部的回转直径达￠5880mm，旋转时的偏重达28吨.米。

加工大型轴类部件需要使用重型卧式车床。根据30万吨超级大油轮的大舵杆的技术参数要求，在国内很难找到能加工这种舵杆的重型卧式车床，即使有加工费也必然非常高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种30万吨油轮大舵杆的车削加工方法，它利用普通的机床设备进行加工，方法简单、费用低，完全达到舵杆加工的技术要求。

为解决上述技术问题，本发明30万吨油轮大舵杆的车削加工方法，包括如下步骤：

首先，在落地镗床上对舵杆进行粗加工，用万向角尺铣头将舵杆铣削成多角形，确保杆部的加工余量，经粗加工后使舵杆的重量为50～60吨；

将舵杆尾部安装在工装底板上，在工装底板上与舵杆尾部相对的一侧安装配重，然后在舵杆的曲拐处与工装底板之间焊接一支撑柱，将工装底板与舵杆焊接成一体；

在舵杆与工装的两端加工中心孔，保证舵杆与工装的两中心孔同心及足够的加工余量；

将一套液压托轮支架安装在一牛头车床的花盘下，托在花盘的外圆上，增强花盘的承载力；

将舵杆通过工装底板装卡在牛头车床上，在舵杆的杆部中间位置设置两个可调式支撑圈，所述支撑圈设置在支承托架上；

然后车削舵杆的杆部外圆及1∶20锥度，其精度及表面粗糙度由砂带磨削抛光器实现；

舵杆车削加工完成后，将其装卡在￠200落地镗床上，在镗杆上安装外螺纹镗削刀架，该刀架上安装有C620车床的刀架即进刀刀架，便于加工中进、退刀的操作，然后加工完成M570X6外螺纹。

采本发明的方法加工的舵杆精度及表面光洁度完全满足其技术要求，而且其所用设备均为普通的机械加工设备，一般重型机械制造企业都具有类似的设备，所采用的专用工装结构简单，因此，加工成本比较低廉，社会、经济、技术效果都非常显著。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是30万吨油轮大舵杆的结构图；

图2是应用本发明的方法在牛头车床的花盘下安装一套液压托轮支架的示意图；

图3是本发明采用的工装底板结构示意图；

图4是应用本发明的方法将舵杆装卡在牛头车床的示意图；

图5是应用本发明的方法安装在落地镗床镗杆上的外螺纹镗削刀架示意图。

具体实施方式

如图1所示，30万吨油轮所采用的大舵杆是一种特型零件，现有的重型卧式车床都不具备这种加工能力。

本发明采用一台用于回转筒体加工的牛头车床，车削舵杆的杆部。所述牛头车床花盘直径为￠4.2m，最大载重80吨，经过放大改造后能适应￠5.88×12m的加工范围。

具体方法如下：

首先，在落地镗床上对舵杆进行粗加工，用万向角尺铣头将舵杆铣削成多角形，确保杆部的加工余量，经粗加工后使舵杆的重量为50～60吨；这是为尽可能的减轻舵杆装卡在牛头车床上时的重量，并且经划线单面留有6～8mm的余量。

如图4所示，将舵杆尾部6安装在工装底板1上，在工装底板1上与舵杆尾部6相对的一侧安装配重5，然后在舵杆的曲拐处与工装底板1之间焊接一支撑柱2，使舵杆与工装底板1焊接连接成一体。由于舵杆尾部6从中轴心斜向外挠曲较多，自身重量又很重，非常难以牢固夹持，为了使舵杆能被牢固装卡在牛头车床花盘上并在旋转中保持稳定不移动，所以将舵杆安装在工装底板1上，并通过焊接连接成一体。这样可以保证舵杆装卡在牛头车床上时的平衡、安全，确保花盘顶尖与尾座顶尖8的受力，使花盘只起带动旋转作用，尽可能的少受支撑压力。所述工装底板1的结构如图3所示，为一近似于哑铃形的板件，其回转直径为￠5.88m，厚度为150mm。将工装底板1安装在牛头车床的花盘9上(结合图4)，可以起到放大花盘9直径的作用，适应装卡舵杆的需要。

在舵杆的两端加工中心孔，保证舵杆的两中心孔同心及足够的加工余量。

参见图2，将一套液压托轮支架10安放在牛头车床的花盘9下，托在花盘9的外圆上，这样可以增强花盘9的承载力。由于牛头车床最大载重为80吨，机床承载力不够，所以本发明在花盘9下设置了一个液压托轮支架10，既托住花盘9外圆，又不影响花盘9的旋转。经计算在加足油压的情况下能抵卸压力约30吨，这样就减轻了牛头车床主轴的负载。所述液压托轮支架10安装在一大平板11上。

再参见图4，将舵杆通过工装底板1装卡在牛头车床上，在舵杆的杆部7设置两个可调式支撑圈3，所述支撑圈3设置在支承托架4上。在将舵杆及工装底板1装卡在牛头车床上之前，需要垫高牛头车床的床头，使回转空间满足￠6米的工件旋转的需要。在工件的装卡上采用减轻花盘主轴悬臂的受力状态的方法，除增加尾座顶尖8顶夹外，在舵杆的杆部7中间位置设置二个可调式支撑圈3，以使支撑托架4能托住杆部7中间部位，这些措施对缓解牛头车床主轴受力起了很大作用。

车削舵杆的杆部外圆及1∶20锥度，其精度及表面粗糙度由砂带磨削抛光器实现。舵杆杆部￠720外圆与￠710锥度外圆加工质量涉及舵杆与支撑轴承之间工作配合要求。由于舵杆的装卡方式造成了旋转力矩不稳，摆势大而只能缓慢旋转，因此精加工条件很差，一般至多加工到Ra6.3表面粗糙度。本发明采用砂带磨光机克服转速慢而光洁度差的问题，并且还能利用砂带的柔韧性，对舵杆杆部外径的不理想园度与锥度进行微量修改。

舵杆车削加工完成后，将其装卡在￠200落地镗床上，在镗杆上安装外螺纹镗削刀架，该刀架上安装有C620车床的刀架即进刀刀架，便于加工中进、退刀的操作，然后加工完成M570x6外螺纹。

牛头车床不具备车削螺纹的功能，因此只能在￠200落地镗床上镗外螺纹。但镗床一般只是偶尔镗螺孔，从未加工过大直径的外螺纹，而且也没有相应的镗外螺纹工具与刀具，本发明根据镗床的装夹特点专门设计制作了一付外螺纹镗削刀架。所述外螺纹镗削刀架的结构如图5所示，它包括一刀架体12，该刀架体12的中间部位设有与镗杆17相配设的安装孔，在刀架体12的端面一端设置有C620车床的刀架——进刀刀架13，与进刀刀架13相对的一端设有配重块16。使用外螺纹镗削刀架加工舵杆M570x6外螺纹，操作简单，使用安全。图5中14为镗螺纹刀，15为舵杆。

Claims (3)

1、一种30万吨油轮大舵杆的车削加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，在落地镗床上对舵杆进行粗加工，用万向角尺铣头将舵杆铣削成多角形，确保杆部的加工余量，经粗加工后使舵杆的重量为50～60吨；

将舵杆尾部安装在工装底板上，在工装底板上与舵杆尾部相对的一侧安装配重，然后在舵杆的曲拐处与工装底板之间焊接一支撑柱，将工装底板与舵杆焊接成一体；

在舵杆与工装的两端加工中心孔，保证舵杆与工装的两中心孔同心及足够的加工余量；

将一套液压托轮支架安装在一牛头车床的花盘下，托在花盘的外圆上，增强花盘的承载力；

将舵杆通过工装底板装卡在牛头车床上，在舵杆的杆部中间位置设置两个可调式支撑圈，所述支撑圈设置在支承托架上；

然后车削舵杆的杆部外圆及1∶20锥度，其精度及表面粗糙度由砂带磨削抛光器实现；

舵杆车削加工完成后，将其装卡在￠200落地镗床上，在镗杆上安装外螺纹镗削刀架，该刀架上安装有C620车床的刀架即进刀刀架，便于加工中进、退刀的操作，然后加工完成M570×6外螺纹。

2、根据权利要求1所述的30万吨油轮大舵杆的车削加工方法，其特征在于：所述牛头车床花盘直径为￠4.2m，最大载重80吨。

3、根据权利要求1所述的30万吨油轮大舵杆的车削加工方法，其特征在于：所述工装底板为一近似于哑铃形的板件，其回转直径为￠5.88m，厚度为150mm。

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