19100DWT浮箱吊臂相向錐度孔專(zhuān)用鏜桿設(shè)計(jì)

羅彥軍

【摘 要】應(yīng)青山船廠建造19100DWT 浮箱與吊臂連接處鎖緊裝置的特殊要求，吊臂加厚板處需加工成帶相向錐度的兩排內(nèi)孔，經(jīng)過(guò)車(chē)間相關(guān)人員努力，改造了一套專(zhuān)用相向錐孔鏜桿，完成了該廠19100DWT四條船的浮箱鏜孔工作。

【Abstract】 On the basis of 19100DWT special construction requirements of the locking device located between pontoon and arm in Qingshan shipyard， two rows of opposite direction taper holes should be placed on thicken plate of the arm. Through the great efforts of workers， a set of special use boring bar of opposite direction taper hole has been reconstructed， hence， all boring bars on four vessels of 19100DWT are well constructed.

【關(guān)鍵詞】浮箱；吊臂；相向錐度孔；專(zhuān)用鏜桿

【Keywords】pontoon； connecting bar； opposite direction taper hole； special use boring bar

【中圖分類(lèi)號(hào)】U66 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0103-02

1 引言

浮箱又稱穩(wěn)定浮筒，是超級(jí)起重設(shè)計(jì)的額外壓載艙。一般的船舶在吊裝貨物時(shí)候使用自身壓載系統(tǒng)保持吊舉過(guò)程的平衡；船身外的浮箱（穩(wěn)定浮筒），能夠給船舶更多的自平衡力以吊裝更重的貨物。浮箱通常設(shè)置船艏、船尾各一套，儲(chǔ)存在貨倉(cāng)等指定位置；停泊裝卸大型貨物時(shí)使用，安裝在指定位置；根據(jù)船舶吃水、所起吊貨物等因素決定浮箱的壓載狀態(tài)，通過(guò)浮箱吊臂懸掛在船體指定位置用來(lái)提高船舶的穩(wěn)定性。該廠建造的19100DWT-7#/8#/9#10#浮箱，船東要求船艏部設(shè)計(jì)一套浮箱。根據(jù)設(shè)計(jì)，工作時(shí)是利用固定在船體船舷的吊臂，利用液壓鎖緊裝置，通過(guò)插銷(xiāo)鎖住浮箱，完成對(duì)船舶的平衡，由于浮箱吃水的不同，浮箱與吊臂的連接位置也不同，吊臂上鎖緊部分由19對(duì)直徑約210mm的錐孔組成，兩排錐孔錐度相反。普通鏜桿只能加工直孔，無(wú)法完成錐孔加工。在經(jīng)過(guò)車(chē)間工藝組的嘗試研究，最終設(shè)計(jì)出一套專(zhuān)用鏜桿對(duì)該相向錐孔進(jìn)行鏜削加工。

2 鏜削設(shè)計(jì)

2.1 鏜削的應(yīng)用

在機(jī)械加工過(guò)程中，鏜削是一種孔類(lèi)零件的加工方法。鏜削加工主要是用各種鏜床進(jìn)行鏜孔的一種工藝手段，其工作過(guò)程是：工件在工作臺(tái)或附件、裝置上固定不動(dòng)，刀具隨鏜床主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，靠移動(dòng)主軸或工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鏜削。鏜床加工的適用性較強(qiáng)，它可以鏜削單孔和孔系；锪、銑平面；鏜止口及鏜、車(chē)端面等。當(dāng)配備各種附件、專(zhuān)用鏜桿和裝置后，還可以切槽、車(chē)螺紋、鏜錐孔及球面。鏜削加工在應(yīng)用微調(diào)鏜刀、定徑鏜刀和專(zhuān)用夾具或鏜模后，可精確地保證孔徑（H7～H6）、孔距（0.15mm左右）的精度和較小的表面粗糙度（Ra1.6～0.8μm）。船舶在軸系和舵系的鏜孔工作中，鏜桿是一件十分重要的工具，該廠在近幾年來(lái)所建造的各類(lèi)型萬(wàn)噸級(jí)以上的船舶中，鏜桿主要是對(duì)掛舵臂、尾軸承座、艙口蓋附件的鏜孔，因加工件構(gòu)造不同、規(guī)格各異，車(chē)間配備相應(yīng)的鏜桿多根，所鏜削加工工件均為單孔附帶鏜止口，直至該廠建造的19100DWT-7#/8#/9#10#船東要求增加浮箱，因其浮箱吊臂連接鎖緊裝置要求鏜系列相向錐孔，面臨以下問(wèn)題：兩錐孔不同方向，一套走刀裝置無(wú)法完成兩相向錐孔的加工；要保證兩相向錐孔的同心度；工件較長(zhǎng)，換向后難以找兩錐孔的同心度。根據(jù)此要求，車(chē)間工藝組人員設(shè)計(jì)出了一套專(zhuān)用鏜桿，鏜桿安裝兩套走刀裝置，分別鏜削對(duì)應(yīng)的錐孔，既保證了同心度的要求，又鏜削兩相向錐孔。

2.2 19100DWT浮箱專(zhuān)用相向錐孔鏜桿結(jié)構(gòu)及原理

2.2.1 鏜桿結(jié)構(gòu)

如圖鏜桿裝配圖1所示，鏜桿安裝靠其尾部錐柄13與鏜床鏜軸前端莫氏5號(hào)錐孔相配合，刀頭7通過(guò)外套上的裝刀塊8安裝在絲桿上9，并用頂絲6頂緊，絲桿通過(guò)兩絲桿布司4固定在布司座3和斜槽內(nèi)，刀頭可沿著絲桿在斜槽內(nèi)滑動(dòng)，絲桿座起導(dǎo)向作用，共兩套同向絲桿。進(jìn)給量由棘輪2控制。

鏜孔示意圖如圖2實(shí)施。驅(qū)動(dòng)頭帶動(dòng)鏜桿與刀架回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)棘輪機(jī)構(gòu)使刀架在鏜桿的斜面上做軸向進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)鏜孔。

2.2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

該錐孔鏜桿主要依據(jù)絲桿在斜槽中的傾角來(lái)控制加工的錐度。根據(jù)錐度與斜度存在2倍關(guān)系，斜度=錐度/2。依據(jù)圖紙帶入數(shù)據(jù)：

錐孔斜度為==1：9=2tanα；故鏜桿斜槽的斜度設(shè)計(jì)為tanα=1：18。

該鏜桿設(shè)計(jì)一對(duì)傾角相同的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，理論上可以實(shí)現(xiàn)相向同時(shí)鏜孔，但是考慮到如下原因在本次鏜孔設(shè)計(jì)中沒(méi)有使用，只使用單向鏜孔。①車(chē)間自制鏜桿材質(zhì)無(wú)法承受同時(shí)進(jìn)刀時(shí)的受力；②同時(shí)鏜削相向鏜孔需要雙人監(jiān)管，勞動(dòng)力增加；③驅(qū)動(dòng)端負(fù)荷加大；④在一端加工刀具出現(xiàn)“扎刀”等現(xiàn)象時(shí)不方便處理；⑤工件在制造時(shí)差生的誤差如切削余量不相等等原因無(wú)法保證加工質(zhì)量。在鏜削過(guò)程中，走刀均由大徑走向小徑。

3 19100DWT浮箱吊臂鏜孔工藝

吊臂在制作過(guò)程中分為3個(gè)階段分段建造，車(chē)間鏜孔部分為第三個(gè)分段。

①用行車(chē)將工件吊至車(chē)間劃線平臺(tái)，水平調(diào)整后按照?qǐng)D紙畫(huà)出加工圓，鏜孔檢驗(yàn)圓，鏜桿檢驗(yàn)圓。

②檢查調(diào)試鏜桿附件，檢查完好后安裝在落地鏜床上。

③將工件吊至落地鏜床工作平臺(tái)，校正工件并加緊固定。

④將鏜桿穿至工件內(nèi)，按照鏜桿檢驗(yàn)圓校鏜桿。

⑤工件另一端安裝鏜桿支撐座。

⑥粗鏜：工件單邊依次對(duì)刀鏜孔。精鏜：成對(duì)錐孔鏜孔，以保證同心度。

⑦鏜孔：粗鏜孔，走刀量2mm/m，轉(zhuǎn)速71 r/min；精鏜：走刀量0.5mm/m，轉(zhuǎn)速 71 r/min。

⑧鏜孔完畢后自檢，檢驗(yàn)合格報(bào)車(chē)間檢驗(yàn)員檢驗(yàn)。

⑨用液壓插銷(xiāo)拂配錐孔完并報(bào)檢。

4 特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

雖然目前有微調(diào)鏜刀也可以加工錐孔，但均是加工單個(gè)錐孔的。相向鏜孔的鏜桿少之又少。19100DWT系列所用雙錐度孔專(zhuān)用鏜桿，該刀桿的設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，安裝和調(diào)試方便。

使用時(shí)特別要注意精鏜時(shí)走刀量的控制：走刀量過(guò)大和過(guò)小，加工精度均達(dá)不到要求，因此要控制最后兩刀的余量。經(jīng)測(cè)試，當(dāng)走刀量為0.5mm/r ，精鏜粗糙度在Ra1.6～0.8μm之間，滿足圖紙Ra3.2的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

該鏜桿是車(chē)間在19100DWT系列船制造浮箱過(guò)程中，通過(guò)車(chē)間工藝組成員的努力設(shè)計(jì)完成的。筆者有幸參與，通過(guò)對(duì)此鏜桿設(shè)計(jì)拓寬了對(duì)機(jī)加工方面的知識(shí)面，豐富了自己。對(duì)于此鏜桿結(jié)構(gòu)和原理的介紹，錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)讀者指正。

【參考文獻(xiàn)】

【1】徐鴻本.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2015.

【2】孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998.