淺析船體生產設計精度控制技術

鄭文濤

摘 要：隨著船舶制造行業的不斷興起，制造船舶的工藝和技術也在不斷地更新換代當中，所以對于船舶生產的要求也越來越高，不僅僅體現于對于船舶質量的要求，所以在行業的發展中逐步形成了船體制造設計精度控制技術，這一技術的產生和應用給船舶制造企業帶來的諸多好處是不用質疑的，然而我國的很多船舶企業還沒有真正的意識到這種技術的潛在價值，對于這種技術和方法的運用還很生疏，船體建造精度控制技術是現代造船模式的一項關鍵性技術。在整個船體生產的過程當中，船體生產設計占據著至關重要的地位，其也是制造船體的根本前提，而隨著我國科學技術的進一步提升，我國在造船技術方面也實現了新的突破。其對于船體生產設計的精度以及相關要求也隨之不斷提高，因此將精度控制技術運用在船體生產設計當中，不僅是有效完成船體制造的關鍵，同時也是提高船體生產設計合理性與科技性的一項重要舉措。在此背景之下，本文將著重圍繞船體生產設計精度控制技術進行簡要分析研究。

關鍵詞：船體生產設計；精度控制技術；補償量

船體制造包含眾多復雜的環節與內容，只有保障每一項工序都具有極高的精確度，才能使得最終制造而成的船體能夠符合現代造船要求，保障船舶的高質量。因此在船體制造尤其是船體生產設計當中需要靈活運用精度控制技術，從源頭上把控每一個零部件的規格與尺寸，從而為有效提升船舶建造效率與質量創造有利條件。基于此，本文將從簡單介紹精度控制技術對于船體生產設計的重要性入手，簡要談談船體生產設計中精度控制技術的實際運用。

1 精度控制技術的重要意義

船體生產設計精度控制技術就是合理建立精度標準，采用科學的控制方法改良船體的生產設計和工藝，同時，對船體生產全過程進行全面性、精度化的管控，嚴格按照生產設計圖紙和工藝要求制造出船體所需零部件，確保零部件的精準度符合船體生產標準。船體生產設計精度控制技術的應用進一步完善了船體生產精度控制體系，具有非常重要的意義。將精度控制技術應用在船體生產設計中，其的重要意義主要表現為以下3個方面：1）精度控制技術實現了船體生產模式的轉換，為船體生產中殼、舾、涂一體化的實現奠定了堅實的基礎。2）精度控制技術在世界各國船體生產中得以廣泛應用，所以，為了與時俱進，縮小與國際船體生產水平的差距，我國船體生產業必須加大精度控制技術的投入力度，加強精度控制技術在船體生產中的應用。這樣做，能夠有效降低船體生產成本，提高船體生產質量，提升船體生產水平。3）建立完善的船體生產精度控制體系，加強船體生產設計精度控制技術的應用，從而推動我國船體生產市場的發展[1]。

2 應用于船體生產設計的精度控制技術

2.1 加強補償量系統

精度控制技術應用在船體生產設計當中，最為常見的應用領域即補償量系統，通過使用補償量進行余量的代替。首先工作人員將利用精密的檢測儀器對船體生產過程中需要使用的零部件以及各設施設備的尺寸、規格等進行全面、精確的測量，通過運用現代信息技術，工作人員還可以專門為此建立相應的數據庫用于統一對檢測數據進行歸納整理。同時，工作人員通過運用其獲取到的數據信息，通過使用量化分析的方法對船體的零部件進行深入分析，從而有效確定出切割、焊接等需要的具體補償量，由此完成相應數學模型的建立。

2.2 高精度曲面展開

在船體生產設計當中運用的高精度曲面展開技術，通常指的是應用有限單元方法或是運用精度控制技術進行單元板的拼接等等，而應用于高精度曲面展開和上文提及的精度控制技術應用于加強補償量系統，二者之間有著明顯的共通之處，即工作人員均需要結合相關檢測儀器獲取得到的船體生產過程中的各項數據，在完成相關補償量的預測之后進行數學模型的建立。而在應用高精度曲面展開技術過程中還要求工作人員對已經經過加工并且成型的曲面外板進行嚴格的精度控制，保障曲面外板的尺寸規格等能夠與加工要求完全吻合[2]。

2.3 船體胎架

在當前生產船體的過程中，精度控制技術還會經常被用在船體胎架當中，通常船體生產會選擇使用活絡胎架，即通過橫縱連接相結合的方式完成相鄰兩個活絡胎的連接工作，此舉能夠有效保障活絡胎的固定連接，使其在連接過程中不易出現形變或是位置偏移等問題。在精度控制技術運用下，工作人員需要在安裝時牢牢固結胎架和船板，并重點保障線型具有較好的平滑性、流暢性。在進行胎架設計的過程當中，設計人員需要以生產船體的要求作為基礎，對模板的設計尺寸進行優化調整，并要求工作隊在進行裝配時注重保障設計模板的連接剛性，以此有效避免裝配誤差的出現。

2.4 加放補償量

2.4.1 補償冷熱加工余量

在補償熱加工余量時，工作人員首先需要使用樣箱加工的方式對船體板材中的單板雙曲面進行熱加工，此后將100mm的余量放置在應角上，以有效完成熱加工余量補償。而對于船體型鋼，則需要工作人員將型鋼1.5倍高度的余量加放在兩端型鋼上，從而有效完成對型鋼的熱加工和余量補償。在補償了冷加工余量時，同樣需要分為船體板材和船體型鋼兩個補償對象，在前者的余量補償當中，與熱加工余量不同的是，工作人員無需將余量加放在單塊板曲面中。而在后者的余量補償當中，則需要分別將400mm的余量加放在量算的型鋼位置處。

2.4.2 補償其他加工余量

其他加工余量補償要注意以下幾點：1）零件切割后，在放樣時，根據板厚、割嘴確定加放割縫補償量。2）按照設備要求在大型彎板機預彎邊緣加放相應的壓頭工藝余量。3）船塢基準定位分段的艏、艉環形接縫端頭全部正足，縱骨、縱桁同樣正足。4）其他由船塢搭載的分段的舷、昵端以基準定位分段為基準。在端機艙半立體分段的傍板下口和前后接縫一端，都應加放相應的補償量。根據設計要求，結合實際情況，在貨艙區舷側分段位置加放補償量。5）在散貨船貨艙區舷側相應的位置加放一定的補償量。6）在上頂邊水艙分段的外板下口加放補償量，在下邊水艙分段的內口加放補償量。[3]

2.4.3 設置對合線

分段建造船體并保障其精度也同樣是精度控制技術運用在船體生產設計中的關鍵之一，設計人員需要在拼接板材的相應位置處設置對合線，從而使得后續作業人員可以在此基礎之上進行對方正度的有效調整，進而完成無余量裝配。通過此種方式不僅能夠有效控制修正量，同時也可以在很大程度上為裝配實現高質量提供重要保障。同樣在分段生產設計過程中，設計人員通過進行包括肋骨檢驗線、中心線等設置，按照點、線、面的型位尺寸在進行裝配對合時，可以對分段正方以及扭曲程度進行科學判斷，并以此實現提高裝配分段精度的目的。尤其是工作人員在完成分段作業之后使用樣沖進行標記，可以為船塢內的搭載創造有利條件[4]。

3 結束語

總而言之，將精度控制技術運用在船體生產設計當中，可以在有效轉換船體生產模式的同時，提高船體生產的效率與質量，并有效控制和減少船體生產成本，對保障船體能夠保質保量完成制造具有十分重要的積極作用。因此生產設計人員還需要充分結合實際情況，靈活運用精度控制技術，在全方位地掌握各項檢測數據的基礎之上，使得零部件的尺寸規格以及安裝配備等均具有較高的精確度，為船舶的整體制造奠定良好基礎。

參考文獻

[1]王榮蘭.船體生產設計精度控制技術[J].科技傳播，2014，19：55-58.

[2]馬桂云，林洪玲，鄭素青.船體生產設計精度控制技術探討[J].造船技術，2016，04：14-16.

[3]李海軍.船體生產設計精度控制技術[J].科技與創新，2017，04：158+160.

[4]陳風.船體分段精度控制體系和方法研究[D].上海交通大學，2016.