淺淡三維曲面(舵球)加工工藝

■湛勇剛 ■浙江造船有限公司，浙江 寧波 315537

造船是中國5000 多年文明歷史中的一個重要組成部分，中國在古代造船技術是領先，隨著技術的發展也就有了鄭和下西洋的壯舉，直至如今中國的造船技術還是絕對高超的。然而在這么一個巨大的工程中，船體冷加工工藝起了無以比擬的重要。船體冷加工主要包含了輥彎，壓彎，遞直線加工，冷加工加工出的零件精度直接影響到下一工序的裝配質量。一艘船的裝配質量會對船舶的航行性能，船舶零件的壽命，員工們的安全造成相對的影響。要解決這些就要求冷加工的員工熟悉掌握冷加工機器的操作及加工方法，還可通過改進設備，對模具和加工工藝的創新等來達到高產，高效益，高安全的目的。

1 船體外板構件冷加工的主要形式

(1)輥彎;(2)壓彎;(3)拉彎;(4)壓延。

2 船體冷加工主要加工設備和加工模具:

2.1 船體冷加工設備

(1)板材加工設備:液壓機(油壓機，水壓機)，輥彎機(三輥，四輥)，剪板機，數控彎板機等;

(2)型材加工設備:肋骨冷彎機，校直機，撐床等;

2.2 船體冷加工設備的加工模具

(1)通用模具:主要有半形壓模，角形壓模等;(2)專用模具:主要有曲面壓模，槽形壓模，球面壓模等;

3 三維曲面(舵球)加工模具設計

為了解決1#58000 噸散貨船舵球三維曲面體加工的難題，我們通過不斷的學習和摸索，終于改變了三維曲面體零件無法加工的歷史，自行設計制作了58000 噸舵球曲面加工專用模(見圖)，實現了三維曲面體零件一次性成型加工。此項工藝設計創新為公司節省了幾十萬元。

以上這些模具的制作和使用給我們的生產帶來了極大的便利，大大提高了我們的加工效率，縮短了船體建造加工的生產周期。各種船用模具與工裝的使用和創新，是船舶建造中的一大課題，對船舶制造的快速發展發揮著十分重要的作用。

圖1 三維曲面(舵球)加工模上模

4 三維曲面(舵球)加工工藝

4.1 加工設備——油壓機

油壓機按其結構可分為懸臂式油壓機及柱式油壓機。懸臂式油壓機的壓制噸位小，工作面多，柱式油壓機壓制噸位大，工作面少。

(1)油壓機工作原理。油壓機是以液壓油為傳遞壓強的媒介從而促使上模的運動，油壓泵是油壓系統的動力源，是靠泵的作用力使液壓油通過液壓管路進入油缸，活塞，油缸與活塞里有幾組互相配合的精密密封偶件，不通位置的密封都是不同油箱的，都是對液壓油起了密封作用，防止泄露，最后通過單向閥使液壓油在循環使油缸，活塞做動，實現能量的轉換，閥節和輸送，完成各種工作的循環，是用液壓油來傳遞動力和進行控制的一種方式。

(2)壓彎。壓彎就利用了油壓機的工作原理，針對要加工零件的形狀選取合適的模具(上模，下模)，根據加工樣板為基準，將板壓制彎曲達到所需零件形狀，尺寸，規格。

圖2 三維曲面(舵球)加工模下模

4.2 加工方法

(1)以前加工方法:對于58K 舵球頂板以前沒有加工過此種板，只能請外協定制鑄鋼件或者切割成幾塊經冷熱多次配合加工才能完成，先冷壓加工后火工二次矯正，這樣反復加工成形，其加工周期長，一塊板大約需五至七天才能加工成形，而且加工變形較大，加工件成形不好，容易產生波浪變形等，人力和物力需求較多，效率低，影響整個船舶的生產建造周期。

(2)新的加工方法:通過模具和加工工藝的創新，我們在58K 舵球頂板的加工上利用新的加工模具，選用了新的冷熱加工工藝，采用開爐加工的方法即冷熱加工種同步同時進行加工的加工工藝，先將未成型的舵球頂板等三維曲面放在專用的碳爐上加熱燒紅，溫度約七百度左右，再利用做好的球形模具趨熱加工，在油壓機上壓彎，一次性加工成形，成形后吊下進行自然冷卻，這樣重復加工，不僅加工時間短，從加熱到成型只需一至二小時，而且變形較小，成形好，加工質量也好，不須再進行二次矯正，人力物力也較少，只用三人就足夠，效率比以前大大的提高。

5 工藝推廣——雙曲度板的加工

此模具和加工工藝還可被廣泛推廣應用，可用于所有船舶球形板如舵球，球鼻艏等曲面外板的加工，如已經推廣應用于63500 噸散貨船舵球板的加工，SPP17，SPA80 等海工船艏部雙曲面分段外板的加工等，大大縮短了這一系列船的外板加工周期，為公司大大節省了人力物力和生產成本。

圖3 三維曲面(舵球)加工樣板檢驗

6 展望

雖說現在各個船廠的船體冷加工工藝都比較精湛，但仍存在不少的缺憾，很多船廠仍舊采用傳統的手動機械化加工。這就大大削減了勞動生產率，給效益打了大的折扣，像槽型艙壁很多廠還是采用傳統的油壓機加工，應向前看，學會用三芯輥壓制槽形艙壁，或將油壓機壓制模具進行創新。零件加工時，應以中間產品為單元，實現流水作業，既要實現單件，小批量無法使得流水作業化的船舶產品，運用成組技術，將工藝相似的零件部件組合在一起，劃分若干個標準的生產單元，經過工序統籌化，空間上分道，時間上有序，從而實現流水線作業，在每個流水線上可大大提高專用設備的利用率，也提高了生產率。在未來的船舶建造中，必將是以技術工藝工裝模具的各項創新來推動一場新的變革。

7 結束語

船體冷加工在船舶制造中極其重要，零件的加工精度會影響裝配質量，間接影響船舶安全，要實現安全造船，冷加工員工必須熟練掌握各設備的安全操作規范，要有強的社會道德，要讓自己的工作經驗豐富，理論知識漸長，才能實現高質量造船;要實現全方位機械自動化，方能達到高效率造船。船體冷加工具有改善勞動強度，操作條件和環境污染;加工速度提高，改善了生產率;減少了輔助設備與燃料，降本增效的優點。好的加工模具和加工工藝值得我們去學習推廣和創新，這樣可以讓你事半功倍，取得意想不到的效果。

［1］刁玉鋒，船體冷加工工藝學中級［M］.哈爾濱工程大學出版社，2006-10.

［2］劉雪梅，船體冷加工工藝學高級［M］.哈爾濱工程大學出版社，2006-02.

［3］劉向東，船體冷加工工藝學初級［M］.哈爾濱工程大學出版社，2006-10.

［4］徐兆康，船舶建造工藝學［M］.哈爾濱工程大學出版社，2006 -09.