浅析船体生产设计精度控制技术

郑文涛

摘 要：随着船舶制造行业的不断兴起，制造船舶的工艺和技术也在不断地更新换代当中，所以对于船舶生产的要求也越来越高，不仅仅体现于对于船舶质量的要求，所以在行业的发展中逐步形成了船体制造设计精度控制技术，这一技术的产生和应用给船舶制造企业带来的诸多好处是不用质疑的，然而我国的很多船舶企业还没有真正的意识到这种技术的潜在价值，对于这种技术和方法的运用还很生疏，船体建造精度控制技术是现代造船模式的一项关键性技术。在整个船体生产的过程当中，船体生产设计占据着至关重要的地位，其也是制造船体的根本前提，而随着我国科学技术的进一步提升，我国在造船技术方面也实现了新的突破。其对于船体生产设计的精度以及相关要求也随之不断提高，因此将精度控制技术运用在船体生产设计当中，不仅是有效完成船体制造的关键，同时也是提高船体生产设计合理性与科技性的一项重要举措。在此背景之下，本文将着重围绕船体生产设计精度控制技术进行简要分析研究。

关键词：船体生产设计；精度控制技术；补偿量

船体制造包含众多复杂的环节与内容，只有保障每一项工序都具有极高的精确度，才能使得最终制造而成的船体能够符合现代造船要求，保障船舶的高质量。因此在船体制造尤其是船体生产设计当中需要灵活运用精度控制技术，从源头上把控每一个零部件的规格与尺寸，从而为有效提升船舶建造效率与质量创造有利条件。基于此，本文将从简单介绍精度控制技术对于船体生产设计的重要性入手，简要谈谈船体生产设计中精度控制技术的实际运用。

1 精度控制技术的重要意义

船体生产设计精度控制技术就是合理建立精度标准，采用科学的控制方法改良船体的生产设计和工艺，同时，对船体生产全过程进行全面性、精度化的管控，严格按照生产设计图纸和工艺要求制造出船体所需零部件，确保零部件的精准度符合船体生产标准。船体生产设计精度控制技术的应用进一步完善了船体生产精度控制体系，具有非常重要的意义。将精度控制技术应用在船体生产设计中，其的重要意义主要表现为以下3个方面：1）精度控制技术实现了船体生产模式的转换，为船体生产中壳、舾、涂一体化的实现奠定了坚实的基础。2）精度控制技术在世界各国船体生产中得以广泛应用，所以，为了与时俱进，缩小与国际船体生产水平的差距，我国船体生产业必须加大精度控制技术的投入力度，加强精度控制技术在船体生产中的应用。这样做，能够有效降低船体生产成本，提高船体生产质量，提升船体生产水平。3）建立完善的船体生产精度控制体系，加强船体生产设计精度控制技术的应用，从而推动我国船体生产市场的发展[1]。

2 应用于船体生产设计的精度控制技术

2.1 加强补偿量系统

精度控制技术应用在船体生产设计当中，最为常见的应用领域即补偿量系统，通过使用补偿量进行余量的代替。首先工作人员将利用精密的检测仪器对船体生产过程中需要使用的零部件以及各设施设备的尺寸、规格等进行全面、精确的测量，通过运用现代信息技术，工作人员还可以专门为此建立相应的数据库用于统一对检测数据进行归纳整理。同时，工作人员通过运用其获取到的数据信息，通过使用量化分析的方法对船体的零部件进行深入分析，从而有效确定出切割、焊接等需要的具体补偿量，由此完成相应数学模型的建立。

2.2 高精度曲面展开

在船体生产设计当中运用的高精度曲面展开技术，通常指的是应用有限单元方法或是运用精度控制技术进行单元板的拼接等等，而应用于高精度曲面展开和上文提及的精度控制技术应用于加强补偿量系统，二者之间有着明显的共通之处，即工作人员均需要结合相关检测仪器获取得到的船体生产过程中的各项数据，在完成相关补偿量的预测之后进行数学模型的建立。而在应用高精度曲面展开技术过程中还要求工作人员对已经经过加工并且成型的曲面外板进行严格的精度控制，保障曲面外板的尺寸规格等能够与加工要求完全吻合[2]。

2.3 船体胎架

在当前生产船体的过程中，精度控制技术还会经常被用在船体胎架当中，通常船体生产会选择使用活络胎架，即通过横纵连接相结合的方式完成相邻两个活络胎的连接工作，此举能够有效保障活络胎的固定连接，使其在连接过程中不易出现形变或是位置偏移等问题。在精度控制技术运用下，工作人员需要在安装时牢牢固结胎架和船板，并重点保障线型具有较好的平滑性、流畅性。在进行胎架设计的过程当中，设计人员需要以生产船体的要求作为基础，对模板的设计尺寸进行优化调整，并要求工作队在进行装配时注重保障设计模板的连接刚性，以此有效避免装配误差的出现。

2.4 加放补偿量

2.4.1 补偿冷热加工余量

在补偿热加工余量时，工作人员首先需要使用样箱加工的方式对船体板材中的单板双曲面进行热加工，此后将100mm的余量放置在应角上，以有效完成热加工余量补偿。而对于船体型钢，则需要工作人员将型钢1.5倍高度的余量加放在两端型钢上，从而有效完成对型钢的热加工和余量补偿。在补偿了冷加工余量时，同样需要分为船体板材和船体型钢两个补偿对象，在前者的余量补偿当中，与热加工余量不同的是，工作人员无需将余量加放在单块板曲面中。而在后者的余量补偿当中，则需要分别将400mm的余量加放在量算的型钢位置处。

2.4.2 补偿其他加工余量

其他加工余量补偿要注意以下几点：1）零件切割后，在放样时，根据板厚、割嘴确定加放割缝补偿量。2）按照设备要求在大型弯板机预弯边缘加放相应的压头工艺余量。3）船坞基准定位分段的艏、艉环形接缝端头全部正足，纵骨、纵桁同样正足。4）其他由船坞搭载的分段的舷、昵端以基准定位分段为基准。在端机舱半立体分段的傍板下口和前后接缝一端，都应加放相应的补偿量。根据设计要求，结合实际情况，在货舱区舷侧分段位置加放补偿量。5）在散货船货舱区舷侧相应的位置加放一定的补偿量。6）在上顶边水舱分段的外板下口加放补偿量，在下边水舱分段的内口加放补偿量。[3]

2.4.3 设置对合线

分段建造船体并保障其精度也同样是精度控制技术运用在船体生产设计中的关键之一，设计人员需要在拼接板材的相应位置处设置对合线，从而使得后續作业人员可以在此基础之上进行对方正度的有效调整，进而完成无余量装配。通过此种方式不仅能够有效控制修正量，同时也可以在很大程度上为装配实现高质量提供重要保障。同样在分段生产设计过程中，设计人员通过进行包括肋骨检验线、中心线等设置，按照点、线、面的型位尺寸在进行装配对合时，可以对分段正方以及扭曲程度进行科学判断，并以此实现提高装配分段精度的目的。尤其是工作人员在完成分段作业之后使用样冲进行标记，可以为船坞内的搭载创造有利条件[4]。

3 结束语

总而言之，将精度控制技术运用在船体生产设计当中，可以在有效转换船体生产模式的同時，提高船体生产的效率与质量，并有效控制和减少船体生产成本，对保障船体能够保质保量完成制造具有十分重要的积极作用。因此生产设计人员还需要充分结合实际情况，灵活运用精度控制技术，在全方位地掌握各项检测数据的基础之上，使得零部件的尺寸规格以及安装配备等均具有较高的精确度，为船舶的整体制造奠定良好基础。

参考文献

[1]王荣兰.船体生产设计精度控制技术[J].科技传播，2014，19：55-58.

[2]马桂云，林洪玲，郑素青.船体生产设计精度控制技术探讨[J].造船技术，2016，04：14-16.

[3]李海军.船体生产设计精度控制技术[J].科技与创新，2017，04：158+160.

[4]陈风.船体分段精度控制体系和方法研究[D].上海交通大学，2016.