一种锥体和锥孔的加工方法与流程

本发明涉及船用螺旋桨及艉轴技术领域，尤其涉及一种锥体和锥孔的加工方法。

背景技术：

目前，螺旋桨锥孔加工的传统工艺路线为：首先，用车床粗加工螺旋桨锥孔，直径留0.5mm的刮配余量，然后采用刮刀或小的砂轮磨头采用手工磨削的方法与螺旋桨轴进行拂配，拂配时控制接触斑点的数量以达到对接触面积的控制。随着船舶大型化的发展，螺旋桨锥孔直径和长度越来越大，螺旋桨锥孔与螺旋桨轴采用无键联接形式的越来越多，对锥体配合接触面和粗糙度也有更高的要求。传统的拂配工艺效率低，质量不高，无法从根本上满足接触面积和粗糙度的要求，而且互换性差。目前，每当船舶螺旋桨损坏需要更换时，必须将艉轴从船上拆下搬运至刮配车间，同新制作的螺旋桨进行刮配，此方式工作量大，周期长，维修成本高，亟需改善。综上所述，需要改进螺旋桨锥孔的制作方法，用于解决现有技术中操作复杂、效率低、成本高和互换性差的问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种锥体和锥孔加工方法，该方法加工精度高、锥体配合接触面好、操作简单、互换性好，可以节省人工、制作成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种锥体和锥孔的加工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1：所述锥度棒和锥度套按相同的锥度制作，经过研磨加工，两者接触面积占锥体配合比例达到95%以上；

步骤2：所述锥度棒在与预设螺旋桨锥孔大端标准直径值相等处刻画出第一标记线，锥度套在与上述标准直径相等处刻画出第二标记线；

步骤3：制作螺旋桨锥孔和艉轴锥体，所述螺旋桨锥孔长度对应小于锥度棒锥体长度，所述艉轴锥体长度对应小于锥度套锥孔长度；

步骤4：加工螺旋桨锥孔，直至螺旋桨锥孔大端端面距离第一标记线4~6mm，并检查所述锥度棒和螺旋桨锥孔接触面积，如果接触面积占锥体配合比例超过85%，则进入下一步骤，否则调整加工的锥度，继续加工，然后重复此步骤；

步骤5：按步骤4确定的车削角度，继续车削螺旋桨锥孔，直至螺旋桨锥孔大端端面与第一标记线基本重合；

步骤6：加工艉轴锥体，直至艉轴锥体小端端面直径大于预设艉轴锥体小端标准直径0.27~0.4mm，并检查所述锥度套和艉轴锥体接触面积，如果接触面积占锥体配合比例超过85%，则进入下一步骤，否则调整加工的锥度，继续加工，然后重复此步骤；

步骤7：按步骤5确定的车削角度，继续车削艉轴锥体，直至艉轴锥体小端端面直径位于预设艉轴锥体小端标准直径的±0.1mm范围内。

作为上述技术方案的改进，所述锥度棒的大端直径大于锥度套的大端直径，当锥度棒与锥度套在套合时，锥度棒上的第一标记线和锥度套内的第二标记线重合。

作为上述技术方案的改进，在步骤3和步骤4之间还设有以下步骤：在所述锥度棒位于第一标记线的左右两侧较近位置处分别轻划出进线和止线。

作为上述技术方案的改进在步骤4中，当螺旋桨锥孔大端端面与第一标记线基本重合时，螺旋桨锥孔的大端端面在锥度棒的进线和止线之间。

本发明的有益效果有：

本发明提出的螺旋桨锥孔加工方法，螺旋桨锥孔与艉轴的配合接触面不是传统拂配出的斑点式接触，而是面接触，可以提高螺旋桨工作时的稳定性，减少振动，螺旋桨锥孔表面粗糙度大幅提高，接触面积大，可互换性高，重做螺旋桨时不需要与轴拂配，在机床上完成锥孔的拂配，解决了现有技术中拂配时操作复杂，效率低，拂配完成的螺旋桨互换性差的难题，大幅降低了工人的劳动强度，降低了生产企业的用工成本，生产效率大幅提升，并且节约很多拂配时间，大幅节省了船东的维修成本。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明实施例锥度棒的结构示意图；

图2是本发明实施例锥度套的剖面图；

图3是本发明实施例锥度棒和锥度套的组合结构示意图；

图4是本发明实施例锥度棒和螺旋桨锥孔的组合结构示意图；

图5是本发明实施例锥度套和艉轴锥体的组合结构示意图；

图6是本发明实施例螺旋桨锥孔和艉轴锥体的组合结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图6，一种锥体和锥孔的加工方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：制作锥度套20和锥度棒10，所述锥度棒10和锥度套20按相同的锥度制作，经过研磨加工，两者接触面积占锥体配合比例达到95%以上；

步骤2：所述锥度棒10在与预设螺旋桨锥孔30大端标准直径值相等处刻画出第一标记线11，锥度套20在与上述标准直径相等处刻画出第二标记线21；

步骤3：制作螺旋桨锥孔30和艉轴锥体40，所述螺旋桨锥孔30长度对应小于锥度棒10锥体长度，所述艉轴锥体40长度对应小于锥度套20锥孔长度；

步骤4：加工螺旋桨锥孔30，直至螺旋桨锥孔30大端端面距离第一标记线4~6mm，并检查所述锥度棒10和螺旋桨锥孔30接触面积，如果接触面积比例超过85%，则进入下一步骤，否则调整加工的锥度，继续加工，然后重复此步骤；

步骤5：按照步骤4确定的车削角度，继续车削螺旋桨锥孔30，直至螺旋桨锥孔30大端面与第一标记线基本重合；

步骤6：加工艉轴锥体40，直至艉轴锥体40小端端面直径大于预设艉轴锥体小端标准直径0.27~0.4mm，并检查所述锥度套20和艉轴锥体40接触面积，如果接触面积占锥体配合比例超过85%，则进入下一步骤，否则调整加工的锥度，继续加工，然后重复此步骤；

步骤7：按步骤5确定的车削角度，继续车削艉轴锥体40，直至艉轴锥体40小端端面直径位于预设艉轴锥体小端标准直径的±0.1mm范围内。

所述锥度棒10的大端直径大于锥度套20的大端直径，当锥度棒10与锥度套20在套合时，锥度棒10上的第一标记线11和锥度套20内的第二标记线21重合；在步骤3和步骤4之间还设有以下步骤：在所述锥度棒10位于第一标记线11的左右两侧较近位置处分别轻划出进线和止线。当在加工螺旋桨锥孔30时，锥度棒10插入螺旋桨锥孔30内，螺旋桨锥孔30的大端面在进线和止线之间即可完成加工；在步骤5中，当螺旋桨锥孔30大端端面与第一标记线11基本重合时，螺旋桨锥孔30的大端端面在锥度棒10的进线和止线之间。

此外锥度棒10锥体大端直径大于对应的螺旋桨锥孔30大端直径，小端直径小于对应的螺旋桨锥孔30小端直径，这样利用锥度的特性螺旋桨锥孔30可以套牢在锥度棒10锥体和检测两者接触面是否满足要求，当所述螺旋桨锥孔30套合在锥度棒10锥体时，螺旋桨锥孔30的大端面与锥度棒10锥体上的第一标记线11位于同一平面；锥度套20锥体孔大端直径大于对应的艉轴锥体40大端直径，小端孔直径小于对应艉轴锥体40小端直径，便于检测艉轴锥体40在锥度套20内是否满足接触面积达85%，当艉轴锥体40插入锥度套20内时，艉轴锥体40小端端面直径位于预设艉轴锥体小端标准直径的±0.1mm范围内。

基于此方法，本发明具有以下实施例：

使本发明的技术方案更加清晰明确，下面以加工螺旋桨锥孔30大端直径D₀设为85mm，锥度α设为1:15，螺旋桨锥孔30长度L₀设为240mm；相应的艉轴锥体40大端直径D₁为85mm，锥度与螺旋桨锥孔30的锥度同为1:15，锥体长度为233mm，设为L₁，要求螺旋桨锥孔30小端端面突出艉轴锥体40小端端面长度为X，X为6~9mm，来做进一步说明具体加工方法：

步骤一：制作锥度棒10和锥度套20。锥度棒10的大端直径为87mm，锥度为1:15，锥体长度为300mm，在锥度棒10锥体直径为85mm处轻划出第一标记线11，在其左侧1.5mm和右侧1.5mm处各刻画出一条线作为进线和止线；锥度套20内孔大端直径为86mm，锥度为1:15，锥孔长度为270mm，在锥度套20锥孔直径为85mm处轻划出第二标记线，锥度棒10和锥度套20锥体部分经过研磨，两者配合的接触面积需大于95%；

步骤二：调整车床车削角度，车削螺旋桨锥孔30；

步骤三：当螺旋桨锥孔30大端余量剩4~6mm时，即锥孔直径在84.6~84.74mm时，用所述步骤一中的锥度棒10检查接触面积的比例，如果接触面积超过85%，则进入下一步；否则反复调整车床车削角度，继续车削，然后用所述步骤一中的锥度棒10检查接触面积的比例，直至接触面积比例超过85%；

步骤四：按步骤三确定的车削角度，继续车削螺旋桨锥孔30；

步骤五：用步骤一中的锥度棒10检查螺旋桨锥孔30大端面在锥度棒10上的位置，如果位于进线和止线之间，则螺旋桨锥孔30车削完成，并记下锥度棒10大端端面到螺旋桨锥孔30大端端面的距离，定义为L_A，否则重复步骤四，直至完成车削；

步骤六：调整车床车削角度，车削艉轴锥体40；

步骤七：当艉轴锥体40小端余量剩4~6mm时，即艉轴锥体40的小端直径为69.07~69.2mm时，用所述步骤一中的锥度套20检查接触面积的比例，如果接触面积超过85%，则进入下一步；否则反复调整车床车削角度，继续车削，然后用所述步骤一中的锥度套20检查接触面积的比例，直至接触面积比例超过85%；

步骤八：按步骤七确定的车削角度，继续车削艉轴锥体40；

步骤九：用步骤一中的锥度套20来检查艉轴锥体40在锥度套20上的位置，记下锥度套20锥孔小端端面到艉轴锥体40小端面的距离，定义为L_B。

进一步参见图4和图5，由于锥度棒10锥体的大端直径为87mm，长为300mm，锥度套20锥孔的大端直径为86mm，长为270mm，则锥度棒10的小端比锥度套20的小端长了一个锥度的反比值即1/α；当用步骤一中锥度套20和锥度棒10分别与艉轴锥体40以及螺旋桨锥孔30套合，现假设锥度棒10上的第一标记线11和锥度套20上的第二标记线21位于同一基准面并同向排布，锥度棒10锥体的长度（L₀+4/α）等于L_A、螺旋桨锥孔30的长度（L₀）、L_B-X以及一个锥度的反比值（1/α）的总和，其中L_B-X等于锥度套20小端面和螺旋桨锥孔30小端面之间的距离，X为螺旋桨锥孔30小端面突出艉轴锥体40小端端面的距离，X等于（6~9）mm，则L_B等于X+3/α- L_A，由于X需要处于6~9mm，那么若L_B大于（51-L_A）mm且小于（54-L_A）mm，则车削完成，否则重复步骤八，直至完成车削。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。