一種可調節的活絡樣箱設計

，，

(泰州口岸船舶有限公司，江蘇 泰州 225321)

船體建造過程中樣板與樣箱是外板的加工依據。活絡樣板已在各大船廠廣泛使用，代替了傳統的木質三角樣板。對于艏艉形狀復雜的外板，需用樣箱作為加工的依據。目前各大船廠使用的仍然是傳統的木質樣箱，制作繁瑣，費時費力，且不便保存。為此，參考活絡樣板的原理，設計一種可調節的活絡樣箱，以取代傳統的木質樣箱。

1 傳統的木質樣箱

對于一部分縱橫彎曲嚴重的外板、艏柱艉柱板、軸殼包板等船體線型特別復雜而又不能近似展開的外板，需要釘制樣箱供展開、號料、加工、檢驗等。樣箱相當于從船體上切割下來的一個立體部分，樣箱的外表就是外板的內表面，即船體理論表面。由于船體是左右對稱的，所以左右樣箱需分開釘制兩個，中間樣箱則釘制成完整的一個。

樣箱制作的首要工作是剖面的選取與展開，為了保證線型正確，必要時可以加中間輔助剖面；其次是保證樣箱的結構具有足夠的強度和剛度[1]。

經統計，一條船需要用樣箱來進行成型加工的外板有30～70張，每一張都需要制作一個對應的木質樣箱，圖1為木質樣箱的三維圖。這么多樣箱的制作，需要耗費大量的木質材料，木質樣箱的堆放需要很大的空間，而且制作繁瑣、費時費力、容易變形、不便保存[2]。

圖1 木質樣箱的三維圖

2 可調節的活絡樣箱

為彌補傳統木質樣箱的不足，設計可調節的活絡樣箱，為船體外板加工提供精確的依據。可調節活絡樣箱是基于TRIBON系統設計的。TRIBON系統曲面建模模塊對每一塊外板都能 產生縱橫剖面的加工數據，其生成的加工數據都具有一定的規律，即橫向間距在準線兩側幾乎是相等的，見圖2。

圖2 TRIBON系統生成的樣箱縱橫隔板加工數據

因外板形狀展開后是不規則的，故只是邊緣間距不等；縱向間距可根據外板的彎曲程度自動插值，人工控制[3]。

根據圖2生成加工數據的相對規律性，設計一種可調節的活絡樣箱，活絡樣箱的設計見圖3。

活絡樣箱由幾組橫向活絡框架與縱向底座組成，橫向活絡框架的立柱由升降管、支柱套管通過松緊螺栓連接。支柱套管下口焊接固定于橫向底座，橫向底座兩端與端部立柱可通過連接折邊材和緊固螺絲固定，橫向長度調節通過連接折邊材一邊的長度調節。橫向活絡框架與縱向底座之間用連接角鋼和緊固螺絲連接，縱向底座上有導槽，可以任意調節橫向活絡框架之間的距離，以保證活絡樣箱能適用于各種不同加工數據的曲板。制作好的活絡樣箱底座對角線位置可用臨時支撐加以固定，為保證圖面的清晰直觀，臨時支撐沒加到圖形上。

圖3 可調節活絡樣箱結構原理

3 結論

可調節活絡樣箱每只成本費約0.8萬元，可以重復使用。與傳統的木質樣箱相比，一艘船大約可以節約7萬元的木料、5萬元的工時費和約7 000 m3的堆放空間。

可調節活絡樣箱制作簡便，只要有加工數據就可任意調節樣箱的外形，適用于不同船型不同弧形外板的加工。平時只要將加工數據保存好即可，減少了大量的堆放場地。

目前，可調節活絡樣箱正處在試制階段，還未大量投入生產。船體外板形狀復雜、千變萬化，所發明的活絡樣箱還存在不足之處，但隨著經驗的積累與技術的不斷革新，相信該技術一定會越來越成熟。

[1] 華乃導.船體建造與修理工藝[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 徐兆康.船舶建造工藝學[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 顧文捷,周玉飛.TRIBON系統曲面建模模塊在精度造船中的應用 [J].廣東造船,2011，(1):47-48.