本發(fā)明涉及一種制造船舵的輔助工裝及方法，屬于船舶設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前船舵的制造工藝存在一些不足，經(jīng)工藝分析，生產(chǎn)制造難點(diǎn)主要集中在殼板線形精度要求高，冷裝間隙難控制，長焊縫焊接變形收縮大，舵葉焊后外觀尺寸超差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提高殼板線形精度，如何控制冷裝間隙以及長焊縫變形收縮導(dǎo)致外觀尺寸超差的問題。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種制造船舵的輔助工裝，包括用于拼裝船舵的胎架工裝以及多個用于折彎舵葉殼板和檢測其曲率的成形樣板，所述成形樣板的一側(cè)為曲線形并與舵葉殼板對應(yīng)位置處的內(nèi)側(cè)相匹配，所述胎架工裝為臥式，并以船舵舯剖面為水平基準(zhǔn)面，其主要由多片豎直固定在支架上的相互平行的胎架線形板沿水平基準(zhǔn)面間隔分布而成，所述胎架線形板上部呈曲線形并與船舵相應(yīng)位置處的截面相匹配。

進(jìn)一步地，所述成形樣板至少包括兩個分別用于折彎舵葉殼板上端面、下端面的成形樣板。通常情況下，舵葉殼板兩端配備成形樣板即可滿足需求，如果舵葉殼板長度較大，則可在其中部也配置成形樣板，用來成形校正檢測。

進(jìn)一步地，所述胎架線形板上部呈曲線形，包括主舵部、副舵部，其分別與襟翼舵的主舵葉、副舵葉相應(yīng)位置處的截面相匹配；所述成形樣板至少包括兩個分別用于折彎主舵葉殼板上端面、下端面的主舵葉成形樣板以及兩個分別用于折彎副舵葉殼板上端面、下端面的副舵葉成形樣板。這種結(jié)構(gòu)適合于制造襟翼舵，并且在一個胎架工裝上即可完成主舵與副舵的冷裝校正過程。

一種制造襟翼舵的方法，采用上述的輔助工裝，包括以下步驟：一、制作工裝工序：a，制作成形樣板，根據(jù)舵葉殼板各截面內(nèi)側(cè)的不同線形制作成形樣板；b，制作胎架工裝，根據(jù)舵葉殼板各截面外側(cè)的不同線形制作多個胎架線形板并豎直固定在支架上，各胎架線形板之間相互平行并沿水平基準(zhǔn)面間隔分布；二、折彎成形工序：在坯料上畫出成形參考線、中心線、折彎線并打上樣沖眼，其中折彎線以成形參考線為中心等間距向兩邊均勻分布，使用成形樣板在折彎機(jī)上進(jìn)行成形，制成舵葉殼板； 三、冷裝校正工序：殼板成形后將殼板和舵承吊上胎架冷裝校正，校正后在殼板內(nèi)側(cè)的筋板處焊接點(diǎn)固加強(qiáng)筋；四、焊接成形工序：將各部件焊接一體并總裝。上述的制作工裝的順序可調(diào)換，如先制作成形樣板再制作胎架工裝，或者先制作胎架工裝，再制作成形樣板。針對舵承部件的焊接，先將舵承整體預(yù)熱后與筋板焊接，焊后去應(yīng)力退火，并進(jìn)行UT檢測，保證此關(guān)重件的焊縫質(zhì)量。

進(jìn)一步地，所述筋板包括相互垂直的橫筋板和豎筋板，焊接豎筋板之前，在豎筋板兩邊點(diǎn)固加強(qiáng)筋并按照公式ΔL=（K1×L×Aw）/A預(yù)留收縮余量，其中 ΔL(mm) 為收縮余量，K1為變形系數(shù)，Aw(mm²)為焊縫截面積，A(mm²)為筋板截面積。

筋板有助于提高舵葉強(qiáng)度，另外，由于長焊縫在焊接過程中容易變形收縮，故對其預(yù)留收縮余量，可以控制舵葉焊后的外觀尺寸超差，提高其線形準(zhǔn)確度。另外，每隔250mm~350mm點(diǎn)固加強(qiáng)筋。采用該方法，舵葉整體直線度偏差，舵承中心孔偏差在DIN EN ISO13920_BF等級要求范圍內(nèi)，符合DNVGL船級社規(guī)范。

進(jìn)一步地，焊接成形工序中，焊接之前將板厚≥30mm的零件預(yù)熱，預(yù)熱溫度范圍為150~200℃。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明提供的船舵制造輔助工裝及方法，通過使用專用的成形樣板和胎架工裝，保證船舵殼板流線形的準(zhǔn)確度，并制定合理的船舵冷裝順序，使筋板和舵承的安裝更加便捷牢固，同時，有效控制了殼板與筋板的冷裝間隙、舵葉焊后的外觀尺寸精度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和一次性生產(chǎn)合格率、減少工作量，滿足圖紙要求和用戶要求。殼板經(jīng)胎架線形板和橫筋板雙校正，可進(jìn)一步保證其線形準(zhǔn)確度，控制殼板與筋板的冷裝間隙≤2mm（有特殊結(jié)構(gòu)要求除外），舵葉整體直線度偏差、舵承中心孔偏差在DIN EN ISO13920_BF等級要求范圍內(nèi)符合DNVGL船級社規(guī)范。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：

圖1為實(shí)施例二不帶副舵的船舵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例一帶副舵的襟翼舵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例一胎架工裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例一主舵葉殼板的上成形樣板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例一殼板折彎成形示意圖。

圖中： 1 舵承，2橫筋板， 3殼板， 4豎筋板，5胎架線形板，6-1上成形樣板，6-2下成形樣板，6-3中成形樣板，7支架，8主舵部，9副舵部, 10成形參考線，11折彎線。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

為了更好地理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2至圖5示出了本發(fā)明的第一種實(shí)施方式，具體為制作襟翼舵的輔助工裝及制作方法，如圖5所示，胎架工裝為臥式，并以主舵舯剖面為水平基準(zhǔn)面，其主要由7片豎直固定在支架上的相互平行的胎架線形板5沿水平基準(zhǔn)面間隔分布而成，胎架線形板5的上部為曲線形并包括主舵部8與副舵部9，其分別與主舵葉、副舵葉相應(yīng)位置處的截面相匹配。

利用該輔助工裝可以制造襟翼舵，具體步驟是：首先進(jìn)行制作工裝工序，a，制作成形樣板，根據(jù)主舵葉殼板、副舵葉殼板各截面內(nèi)側(cè)的不同線形分別制作三個成形樣板； b，制作胎架工裝，根據(jù)主舵葉殼板、副舵葉殼板各截面外側(cè)的不同線形制作7個胎架線形板并豎直固定在支架上，各胎架線形板之間相互平行并沿水平基準(zhǔn)面間隔分布。如圖4所示，上成形樣板6-1的一側(cè)為曲線形并與主舵葉殼板上端面的內(nèi)側(cè)相匹配，如圖5所示，主舵葉殼板上、中、下分別配置與之相匹配的上成形樣板6-1、中成形樣板6-3、下成形樣板6-2，用于折彎主舵殼板和檢測校正殼板成形度。副舵葉殼板也同樣制作三個與其上、下端面及中部截面相匹配的成形樣板。制作完成后，開始使用胎架工裝，首先將胎架工裝定位焊接，檢測胎架工裝水平基準(zhǔn)面和縱向中心線，誤差控制在2mm范圍之內(nèi)。確定位置后，在胎架線形板中心線上打上樣沖眼，并在水平基準(zhǔn)面兩側(cè)劃上中心刻度線。

然后進(jìn)行折彎成形工序，如圖5所示，在坯料上畫出成形參考線10、中心線、折彎線11并打上樣沖眼，其中折彎線11以成形參考線10為中心等間距向兩邊均勻分布，使用成形樣板在折彎機(jī)上進(jìn)行殼板成形，采用這種方法制出主舵葉殼板與副舵葉殼板。

然后進(jìn)行冷裝校正工序，將副舵葉殼板、主舵葉殼板及舵承吊上胎架冷裝校正，并冷裝筋板，主舵葉殼板內(nèi)部的筋板包括多條橫筋板2、豎筋板4，校正后在主舵葉殼板內(nèi)側(cè)的筋板處焊接點(diǎn)固加強(qiáng)筋，注意橫筋板2與豎筋板4要相互垂直，且注意開檔尺寸和舵葉整體收縮量及冷裝間隙。在豎筋板兩邊點(diǎn)固加強(qiáng)筋并按照公式ΔL=（K1×L×Aw）/A預(yù)留收縮余量，其中 ΔL(mm) 為收縮余量，K1為變形系數(shù)，Aw(mm²)為焊縫截面積，A(mm²)為筋板截面積。舵承與殼板之間留5mm收縮余量。

然后進(jìn)行焊接成形工序，分別焊接制作主舵與副舵，要求焊接舵承1時，采用CO₂氣體保護(hù)焊打底，埋弧焊蓋面。焊前將舵承1整體進(jìn)爐預(yù)熱150℃~200℃，焊接過程中間層溫度150℃~200℃，不得低于預(yù)熱溫度，由工人對稱施焊，焊后清理打磨、校正、退火、復(fù)校、超聲波探傷、著色探傷。探傷合格后，劃出零件弧線修割四周的偏移余量，并修割坡口。需要注意的是，修割余量時，覆蓋舵承機(jī)加部分的橫筋板探傷余量暫不修割，劃好線，余量處的弧線待機(jī)加時參考用，打磨光順。然后轉(zhuǎn)機(jī)加，機(jī)加冷作未修割的余量，冷作工對機(jī)加后的余量處按照尺寸要求修割坡口并打磨光順。注意修割該坡口時，不要破壞機(jī)加過的舵承面。然后焊接所有焊縫，要求焊前對所有焊縫區(qū)域進(jìn)行清理打磨，并且≥30mm厚的殼板、筋板等零件以及舵承周圍焊縫區(qū)域進(jìn)行局部預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150℃~200℃，另外，實(shí)際施工時，需要同時從中間向兩邊對稱焊，先焊內(nèi)部筋板的立焊縫，再焊各筋板與殼板的平角縫。所有過焊孔處都要包角焊，交錯焊縫注意焊接順序，焊縫接頭盡可能讓開該區(qū)域。若無法讓開，可用引弧板代替。焊縫不得有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。

焊接完成后安裝舵球，具體步驟是：冷裝點(diǎn)固舵球內(nèi)筋板，要求冷裝前舵球內(nèi)筋板噴丸、油漆。焊接并清理打磨、火工校正，要求焊縫不得有氣孔夾渣裂紋等缺陷。預(yù)裝舵球殼板，要求舵球殼板緊貼舵球內(nèi)筋板，并進(jìn)行校正，劃出各件周邊余量線將舵球殼板吊下，氣割周邊余量，并氣割坡口并打磨光順。冷裝舵球殼板，冷裝前舵球殼板內(nèi)側(cè)噴丸、油漆，并且確保舵球中心到頂板的開檔尺寸，舵球殼板與舵球內(nèi)筋板相貼合，外部輪廓過渡光滑不得錯邊。然后焊接，焊前對所有焊縫區(qū)域進(jìn)行清理打磨，焊縫不得有氣孔夾渣裂紋等缺陷。之后，冷裝鉸鏈并將主舵葉與副舵葉裝配。

實(shí)施例二

實(shí)施例二用于制作如圖1所示的不帶襟翼的船舵，其制作的輔助工裝包括胎架工裝和成形樣板，胎架工裝為臥式，并以船舵舯剖面為水平基準(zhǔn)面，其主要由7片豎直固定在支架上的相互平行的胎架線形板沿水平基準(zhǔn)面間隔分布而成，胎架線形板5的上部為曲線形并與舵葉殼板相應(yīng)位置處的截面相匹配。舵葉殼板上、中、下分別配置與之相匹配的上成形樣板、中成形樣板、下成形樣板用于折彎舵葉殼板和檢測校正舵葉殼板成形度。其使用和制作方法同實(shí)施例一，但相比于實(shí)施例一不存在制作副舵葉與裝配副舵葉的步驟。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。