CN102009322B - 一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法，该方法包括如下步骤：导流装置的线型剖面设计与扇形板缝线路的设置；下料并划线；利用油压机横向挤压弯曲变形；利用水火烘烧达到纵向和曲劣势的弯曲变形；检验并加工余量。本发明的方法能够确保导流装置线型的正确性，能缩短生产周期，降低生产成本，生产设计能与生产部门的加工制造方法匹配，能够确保导流装置成型后的挂舵臂和船体连接具有整体性。

Description

一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法

技术领域

本发明涉及船舶制造，特别是涉及到船舶上挂舵臂连接式导流装置的制造方法。 

背景技术

在船舶建造中，舰船挂舵臂导流装置的作用是：取得均匀的伴流场，将阻力转化为动力，从而提高船舶的航速。某型船挂舵臂连接式导流装置在我公司的船舶制造中是首次遇到，该型船在船体底部与挂舵臂之间采用导流板进行封闭式连接，由于船底区域的线型与挂舵臂滴水型线型衔接存在较大的纵横不规则曲率面，生产设计中的导流板板缝设置与展开具有一定的技术要求与难度，需要考虑多种因素。特别是在板缝线路设置上，即要考虑导流板零件板缝的合理性，又要考虑如何降低纵横曲率度及加工装配的可操作性与适应性。 

按照以往的传统工艺，一般纵横向不规则具有较大弯曲度的板材应采用模具压制成型的加工方法。但某型船不是系列船(一艘船模具使用过后就没用了)如采用模具加工方式的生产成本就大，且制作模具的时间较长，从出图到模具制作，敲拢样上模、下模制作一般要一个多月。某型船挂舵臂导流装置从设计出图到加工装配只有短短一个月的时间，如制造导流装置采用模具加工方式在时间上不允许，经济成本又高。 

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新的挂舵臂连接式导流装置的制造方法。本发明的方法是在没有对首制船 新类型的导流装置的首次制造，无现成模具情形下制造以确保导流装置成型后挂舵臂和船体连接的整体性。 

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下： 

由设计部门与分段制造部联合攻关，采用水火弯板结合油泵顶压加工模式来实施本次导流板的加工。先由设计部门根据艉部区域船体与挂舵臂衔接处的实际线型，定出导流装置的具体线型剖面及板缝线路，再实施零件放样展开，提供样箱、样据。由分段制造部加工车间火工小组进行水火弯板“骑码”烘烧、油泵顶压成型方式进行加工。 

上述连接式挂舵臂导流装置的制造方法具体包括如下步骤： 

①设计导流装置的线型剖面，使得艉部区域船体底部曲率线型与滴水型挂舵臂之间进行衔接，根据船底曲率面与挂舵臂之间圆弧过渡，选择合适的圆弧剖面型值点，以确保衔接线型的正确性； 

②设计扇形板缝线路，板缝线路设置在艏艉两端均以滴水型挂舵臂圆弧中心点为基准向两边扇形展开定位，使导流板零件壳体纵向曲率势受力点均衡，实施扇形定位断缝线以降低导流板纵横向的曲率势，根据设计结果设计出样箱用以检验线型； 

③从钢板上下料，所下料板的大小为两块相邻的导流板零件大小，且在该料板上留出板材收缩及加工余量，在车间内轧制出导流板零件的横剖面单向圆弧，然后运至火工作业场所以进行多向曲率势的加工； 

④在火工作业场所，先由水火弯板施工人员在料板上划水火加工线，将上述料板利用“骑码”固定在加工平台上，并在料板上施加向下的压力，然后同时实施高温火焰与水冷却方法对料板进行烘烧顶压，交替进行，使得料板横向缓慢变形，经过多次操作直至料板横向圆弧和纵向曲度符合样箱尺寸； 

⑤将样箱放置到料板内，查看需要纵向与横向弯曲的幅度圆弧线是否符合线型实际圆弧中心以及边缘是否与样箱服帖，若与样箱不符合则重复步骤④； 

⑥将料板上裁下加工余量，并分开得到两个相邻的导流板零件待 用。 

在本发明中，所述步骤①中导流装置线型剖面定位值求取方法是：在挂舵臂舵承艏艉两端以舵承中心线为基准点扇形展开，均衡等分剖面求其定位值，作出剖面同时定出接缝线，在艉端定位圆弧剖面的R值为150mm，艏端为250mm，将圆弧剖面重叠均衡等分圆弧调整S形型值，填补空缺型值，放出光顺流畅曲线，降低圆弧壳体曲率面的差值变化，使各零件的受力点均衡，同时增加壳体流线线型。 

在本发明中，所述步骤④中水火弯板加工时先划分水火烘烧区域线，水火拢头距离控制在40～50mm，火势停留时间控制在2～3分钟，以减少材质起波变形。 

更进一步，对艏艉两端的转圆导流板弯曲拱度大的零件在圆弧中间再增加断缝线，宽度方向收缩余量加放改为30mm，长度方向收缩余量加放改为300mm，在水火弯板的同时用油泵顶压相结合的方法提高到样率。 

基于上述技术方案，本发明的连接式挂舵臂导流装置的制造方法相比于现有技术带来了如下技术效果： 

本发明通过设计部门和分段制造部分联合努力以替代模具加工的方法，不必再专门设计模具来进行加工，节约了模具设计制造的时间，同时也可以降低制造成本。另外，该方法能够确保导流装置线型的正确性，能缩短生产周期，降低生产成本，生产设计能与生产部门的加工制造方法匹配，能够确保导流装置成型后的挂舵臂和船体连接具有整体性。 

附图说明

图1是本发明中导流装置、船体底部线型与导流壳体线型的衔接图。 

图2是本发明中以挂舵臂为中心线的扇形展开剖面接缝线设置方法。 

图3是本发明中导流装置、线型剖面放样展开视图。 

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明连接式挂舵臂导流装置的制造方法做进一步的详细阐述，但不能以此来限制本发明的保护范围。 

导流装置的线型剖面设计与扇形板缝线路设置： 

先讲设计导流装置的线型剖面，使得艉部区域船体底部曲率线型与滴水型挂舵臂之间进行衔接，根据船底曲率面与挂舵臂之间圆弧过渡，选择合适的圆弧剖面型值点，以确保衔接线型的正确性。 

上述导流装置线型剖面定位值求取方法是：在挂舵臂舵承艏艉两端以舵承中心线为基准点扇形展开，均衡等分剖面求其定位值，作出剖面同时定出接缝线。艉端定位圆弧剖面的R值为150mm，艏端为250mm，将圆弧剖面重叠均衡等分圆弧调整S形型值，填补空缺型值，放出光顺流畅曲线，即降低了圆弧壳体曲率面的差值变化，使各零件的受力点均衡，同时又增加了壳体流线线型。 

在导流装置图纸的设计阶段，首先要定出艏艉两端的转圆导流装置壳体板的圆弧值为R150mm-250mm，并以此为基准，设定圆弧各剖面的定位点，在定位点上求出各圆弧剖面。由于转圆导流板零件与船体底部曲线连接的高度与宽度值不同，其它转圆剖面均为不规则椭圆形。为此，在剖面线型的放样过程中把各个方向剖面重叠进行圆弧等分，定出不同曲线面坐标值。在用样条驳取各分点型值的基础上，根据分圆弧的实际节数差情况补充其缺损点型值，用延伸切线法则确立新的线型型值点，控制与调整扇形展开面各线段的曲率变化与级数差值。要使线型逐步平稳过渡到最佳光顺点，并建立顺畅的三向曲面转圆弧线型，同时通过订制剖面样箱直接检验线型的合理性，见图3。 

导流装置与船艉底部线型相连接设计，其目的是设计出配合导流板制作的样箱，并且为在导流板零件上划线提供依据。 

设计扇形板缝线路，板缝线路设置在艏艉两端均以滴水型挂舵臂圆弧中心点为基准向两边扇形展开定位，使导流板零件壳体纵向曲率势受 力点均衡，实施扇形定位断缝线以降低导流板纵横向的曲率势，根据设计结果设计出样箱用以检验线型。由于船体线型本身的曲率面，使得转圆形导流板纵横向都具有曲率度。为此在板缝设置上必须考虑到实际的曲率度因素。根据以往的实践经验，扇形展开截取剖面设置接缝线是降低转圆型板材曲率度的最有效的方法。为此我们在生产设计阶段，在导流装置完成线型设计的基础上在艏艉端采取了扇形设置接缝线的方法，见图2。 

挂舵臂导流装置的实际生产施工阶段： 

首先，从整块钢板上下料，所下料板的大小为两块相邻的导流板零件大小，且在该料板上留出板材收缩及加工余量。然后在车间内利用机床轧制出导流板零件的横剖面单向圆弧，多向曲率势的制作则需要运至火工作业场所进行加工。 

其次，导流板零件运输至火工作业场所后，先由水火弯板施工人员在料板上划水火加工线，再将上述料板利用“骑码”固定在加工平台上，并在料板上利用油泵施加向下的压力，同时实施高温火焰与水冷却方法对料板进行烘烧顶压，交替进行，使得料板横向缓慢变形，经过多次操作直至料板横向圆弧和纵向曲度符合样箱尺寸。上述的“骑码”为一根钢棒或钢管自中部弯折呈一定的角度，弯折角度的大小根据需要进行，施工时需要备用不同弯折的“骑码”。而在加工平台上则设有多个圆孔，该圆孔是为了“骑码”的一端插入而设计。由“骑码”和加工平台可以顺利地将不同形状和弯折度的导流板零件固定。 

再次，将设计阶段制作的样箱放置到经过水火加工后的料板内，查看需要纵向与横向弯曲的幅度圆弧线是否符合线型实际圆弧中心，并检查料板的边缘是否与样箱服帖，若与样箱不符合则重复上述高温火焰与水冷却进行烘烧顶压的施工操作，直至料板与样箱紧密贴合，表面料板的弯曲度和曲率势符合要求； 

最后，将制作规定弯曲度和曲率势的料板上裁下加工余量，并分开得到两个相邻的导流板零件待用。 

水火弯板加工过程中，对钢材的材质厚薄，温度控制，火势的时间和距离的控制，喷水控制都有严格的要求。以某型船12mm厚导流板为例，由于其板厚较薄，根据造船材质特性，我们在工艺上进行了创新，要求做到低温、近距、快速、紧跟，采取了如下步骤，为降低温度，拢头距离控制在40-50mm之间(常规为100mm)火势停留时间控制在2-3分钟(常规为6-8分钟，喷水拢头紧跟火势)减少了材质起波变形，保证了材质的光洁度。 

本发明所采用的加工方法能够替代传统的模具加工方法，能够保证导流装置剖面线型的正确性，降低导流板的纵横曲率度，使与船底部衔接的导流壳体受力点均衡，增强壳体强度。水火弯板“骑码”油泵顶压有机结合，依靠“骑码”烘烧的水火弯板加工工艺，能解决部分导流板的曲率势，油泵顶压加大了其关键部位的弯曲力度，使得导流板能够逐渐加工到位。由于加工成型后的导流板仍保留着火工收缩余量，每个零件保留宽250mm-纵向前后600mm，依据样箱，能够保证导流板零件的外形尺寸，切割精度，使得展开零件线型弧度与实际样箱匹配。 

Claims (4)

1.一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法，其特征在于，该制造方法包括如下步骤：

①设计导流装置的线型剖面，使得艉部区域船体底部曲率线型与滴水型挂舵臂之间进行衔接，根据船底曲率面与挂舵臂之间圆弧过渡，选择合适的圆弧剖面型值点，以确保衔接线型的正确性；

②设计扇形板缝线路，板缝线路设置在艏艉两端均以滴水型挂舵臂圆弧中心点为基准向两边扇形展开定位，使导流板零件壳体纵向曲率势受力点均衡，实施扇形定位断缝线以降低导流板纵横向的曲率势，根据设计结果设计出样箱用以检验线型；

③从钢板上下料，所下料板的大小为两块相邻的导流板零件大小，且在该料板上留出板材收缩及加工余量，在车间内轧制出导流板零件的横剖面单向圆弧，然后运至火工作业场进行多向曲率势的加工；

④在火工作业场所，先由水火弯板施工人员在料板上划水火加工线，将上述料板利用“骑码”固定在加工平台上，并在料板上施加向下的压力，然后同时实施高温火焰与水冷却方法对料板进行烘烧顶压，交替进行，使得料板横向缓慢变形，经过多次操作直至料板横向圆弧和纵向曲度符合样箱尺寸；所述的骑码为一根钢棒或钢管自中部弯折呈一定的角度；

⑤将样箱放置到料板内，查看需要纵向与横向弯曲的幅度圆弧线是否符合线型实际圆弧中心以及边缘是否与样箱服帖，若与样箱不符合则重复步骤④；

⑥将料板上裁下加工余量，得到两个相邻的导流板零件待用。

2.根据权利要求1所述的一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法，其特征在于，所述步骤①中导流装置线型剖面定位值求取方法是：在挂舵臂舵承艏艉两端以舵承中心线为基准点扇形展开，均衡等分剖面求其定位值，作出剖面同时定出接缝线，在艉端定位圆弧剖面的R值为150mm，艏端为250mm，将圆弧剖面重叠均衡等分圆弧调整S形型值，填补空缺型值，放出光顺流畅曲线，降低圆弧壳体曲率面的差值变化，使各零件的受力点均衡，同时增加壳体流线线型。

3.根据权利要求1所述的一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法，其特征在于，所述步骤④中水火弯板加工时先划分水火烘烧区域线，水火拢头距离控制在40～50mm，火势停留时间控制在2～3分钟。

4.根据权利要求3所述的一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法，其特征在于，对艏艉两端的转圆导流板弯曲拱度大的零件在圆弧中间再增加断缝线，宽度方向收缩余量加放改为30mm，长度方向收缩余量加放改为300mm，在水火弯板的同时用油泵顶压相结合以提高到样率。

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