淺談船體生產設計精度控制技術

王儒生 陳蛟龍 田洋

摘 要：船體生產設計精度控制對于船舶制造質量控制至關重要，本文主探討船體建造過程中，零件加工、裝配、分段制造等等過程中精度控制的方法，以期對船舶制造質量的提高有所幫助。

關鍵詞：船體生產；精度控制；補償量；對合線設置

船舶建造的周期長、工序多，建造過程由于種種原因累積的建造誤差比較大，為了盡可能保證船體生產的質量，就需要對船體設計生產過程中的精度進行控制，可以說船體生產設計精度直接影響著船舶建造的質量及效率，它對于船舶行業的發展十分重要。另一方面，通過精度控制技術能夠有效縮短生產工時、減少工人作業量，對提高船廠生產效益有很大的幫助，下文主要就精度控制的含義及內容進行簡單的分析探討。

一、精度控制的涵義

精度控制就是通過一系列精準的檢測方法、工藝技術，科學有效的技術管理措施，嚴密控制船舶制造各工序的實行過程，避免由于船舶制造構件的體積、重量、數量、規格、形狀等因素引起船體制造尺寸偏差，從而保證船體的制造精度，促進船體制造質量的提高。船體制造精度控制貫穿于生產設計、加工制造、焊接裝配的整個過程。

船體生產設計精度控制貫穿于船舶制造的整個過程，牽涉面比較廣，根據有關數據顯示，船體設計生產過程中，船體各部分的裝配工作占總作業量的六分之一，調整作業占據二分之一，清理作業占三分之一，船體建造精度控制的目的就是盡可能的消除調整作業量，減少清理作業量，從而縮短船舶建造的工時，節省生產原材料，降低生產的成本，提高船廠的的效益。

二、精度控制的內容

生產設計精度控制主要體現在胎架、下料、放線、組立的各部分生產設計中，下文主要從胎架的設置、補償量的加放及對合線設置幾個角度簡單分析精度控制的內容。

1.胎架。船體胎架是船體分段裝配、焊接過程中一種專用的工藝裝備，它的存在極大的方便了船體制造人員的建造施工。胎架的工作面應該與船體分段外形相貼合，才能更好保證分段裝配的精度。胎架極小的誤差都會導致分段上較大的偏差，特別是在艏艉分段的建造上。因此，胎架設計除了要保證足夠的連接剛性、整體四角水平外，還應保證模板尺寸精確、線型吻合光順。

2.加放補償量。構件尺寸精度偏差造成的修正勞動量占分段制造總勞動量的五分之一左右，由此可見精度偏差的危害，因此提高構件尺寸精度對于減少工人作業量，提高船舶建造的工作效率至關重要。在下料、加工、裝配的過程中加放補償量，能夠有效提高構件的尺寸精度，提高鋼材的利用率，船體加放補償量的原則如下。

（1）熱加工加放補償原則。板材的熱加工余量。以樣箱加工的方法進行單塊板雙曲面熱加工時，加放100mm的余量，艏柱、艉柱加工時，余量大小有所變化，在100 ～ 300 mm之間，且寬度方向不加放，鋼板成形方式不同，加放情況也是有差別，比如火工成形的鋼板邊緣不加放余量。另外，型鋼熱加工時，它的加放余量與型鋼高度密切相關，為型鋼高度的1.5倍。

（2）冷加工加放補償原則。板材冷加工余量與型鋼不同，單塊板的單曲面冷加工不需要加放余量，型鋼的冷加工需要在鋼材兩端各加放400mm余量。

（3）其他余量加放原則。切割零件在放樣、下料時應根據板厚及割嘴情況加放割縫補償量；大型彎板機預彎邊緣須根據設備要求加放壓頭工藝余量；船塢基準定位分段的艏、艉環形接縫端點、應全部正足，船塢搭載的其他分段艏、艉端的向艏的分段前端、向艉的后端正足，向艏的后端、向艉的前段有補償量；艏艉端機艙半立體分段要求傍板下口，前后接縫的一端，應根據具體的工藝要求加放一定量的補償量；貨艙區舷側分段的上企口、上頂邊水艙的分段外板下口、下邊水艙分段外板上口全部正足，貨艙區舷側分段的下企口、下邊水艙分段外板內口、貨艙區甲板分段、左右舷端頭、甲板上墩座下口、貨艙下墩座分段下口加放5mm補償量；散貨船的貨艙區舷側分段，一端加放5 mm補償量，另一端為正足；貨艙隔艙左右分段，左右向舯企口正足，上口斜旁正足，向舷側加放、下口斜旁加放、下口平直加放一定的補償量，注意這三個部位的補償量各不相同；貨艙隔艙中間分段，左右及上口分別正足，下口加放補償量；貨艙雙層底左右分段四周企口正足。

（4）船體焊接收縮補償量加放原則。船體焊接過程中，補償量的大小與板的厚度、大小、板的結構等等密切相關，比如主船體對接縫大小不同，加放量不同；主船體角焊縫的板厚不同，加放量各不相同，總而言之，板材的厚度越小，表面積越大、結構越緊湊，補償量越大，分段的工藝不同，建造精度及效率有差別，補償量的大小自然也會不同。補償量的大小不是一成不變的，根據實際的情況不同，都會有細微的差別，因此，實際的船舶建造過程中，建造設計人員需要不斷的總結經驗，才能得出精確的補償數據，從而保證精度控制的準確性。

3.對合線設置。傳統的船舶建造過程中，為了保證建造的精度，各個裝配階段都會留有工藝余量，裝配時需要先切除零部件的工藝余量后才能進行零件的組裝，這些工藝余量的預修整需要花費大量的工時及原材料，分段設計生產中，在合適的位置設置對合線，通過設置三維線性模型，然后在裝配時進行尺寸對合，界能夠準確判斷各個分段的扭曲度、正方度等，然后進行修正，就可以保證分段制造的精度，同時減少了原材料的消耗及設計制造人員的工作量，縮短了工期，降低了生產制造的成本，有效的提高了船廠的經濟效益。

三、結語

船舶建造過程中的精度控制對于船舶質量至關重要，造船廠在設計施工的過程中必須嚴格按照相關的工藝規定，根據船舶的性能需求，研究討論合適的精度檢測標準，在實際的生產不斷的優化結構設計及施工工藝技術，提高施工人員的作業水平，探索科學合理的檢測控制方法，提高船舶設計制造的精準度，促進船舶質量的提高，推動造船行業的發展與進步。，船體精度控制技是我國傳播建造技術研究的重要組成部分，這項技術的研究對于實現船舶工業跨越式發展具有重要的意義，本文只是簡單的進行了分析探索，具體的技術方法還需要相關工作人員長期研究。

參考文獻：

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