浅谈船体生产设计精度控制技术

王儒生 陈蛟龙 田洋

摘 要：船体生产设计精度控制对于船舶制造质量控制至关重要，本文主探讨船体建造过程中，零件加工、装配、分段制造等等过程中精度控制的方法，以期对船舶制造质量的提高有所帮助。

关键词：船体生产；精度控制；补偿量；对合线设置

船舶建造的周期长、工序多，建造过程由于种种原因累积的建造误差比较大，为了尽可能保证船体生产的质量，就需要对船体设计生产过程中的精度进行控制，可以说船体生产设计精度直接影响着船舶建造的质量及效率，它对于船舶行业的发展十分重要。另一方面，通过精度控制技术能够有效缩短生产工时、减少工人作业量，对提高船厂生产效益有很大的帮助，下文主要就精度控制的含义及内容进行简单的分析探讨。

一、精度控制的涵义

精度控制就是通过一系列精准的检测方法、工艺技术，科学有效的技术管理措施，严密控制船舶制造各工序的实行过程，避免由于船舶制造构件的体积、重量、数量、规格、形状等因素引起船体制造尺寸偏差，从而保证船体的制造精度，促进船体制造质量的提高。船体制造精度控制贯穿于生产设计、加工制造、焊接装配的整个过程。

船体生产设计精度控制贯穿于船舶制造的整个过程，牵涉面比较广，根据有关数据显示，船体设计生产过程中，船体各部分的装配工作占总作业量的六分之一，调整作业占据二分之一，清理作业占三分之一，船体建造精度控制的目的就是尽可能的消除调整作业量，减少清理作业量，从而缩短船舶建造的工时，节省生产原材料，降低生产的成本，提高船厂的的效益。

二、精度控制的内容

生产设计精度控制主要体现在胎架、下料、放线、组立的各部分生产设计中，下文主要从胎架的设置、补偿量的加放及对合线设置几个角度简单分析精度控制的内容。

1.胎架。船体胎架是船体分段装配、焊接过程中一种专用的工艺装备，它的存在极大的方便了船体制造人员的建造施工。胎架的工作面应该与船体分段外形相贴合，才能更好保证分段装配的精度。胎架极小的误差都会导致分段上较大的偏差，特别是在艏艉分段的建造上。因此，胎架设计除了要保证足够的连接刚性、整体四角水平外，还应保证模板尺寸精确、线型吻合光顺。

2.加放补偿量。构件尺寸精度偏差造成的修正劳动量占分段制造总劳动量的五分之一左右，由此可见精度偏差的危害，因此提高构件尺寸精度对于减少工人作业量，提高船舶建造的工作效率至关重要。在下料、加工、装配的过程中加放补偿量，能够有效提高构件的尺寸精度，提高钢材的利用率，船体加放补偿量的原则如下。

（1）热加工加放补偿原则。板材的热加工余量。以樣箱加工的方法进行单块板双曲面热加工时，加放100mm的余量，艏柱、艉柱加工时，余量大小有所变化，在100 ～ 300 mm之间，且宽度方向不加放，钢板成形方式不同，加放情况也是有差别，比如火工成形的钢板边缘不加放余量。另外，型钢热加工时，它的加放余量与型钢高度密切相关，为型钢高度的1.5倍。

（2）冷加工加放补偿原则。板材冷加工余量与型钢不同，单块板的单曲面冷加工不需要加放余量，型钢的冷加工需要在钢材两端各加放400mm余量。

（3）其他余量加放原则。切割零件在放样、下料时应根据板厚及割嘴情况加放割缝补偿量；大型弯板机预弯边缘须根据设备要求加放压头工艺余量；船坞基准定位分段的艏、艉环形接缝端点、应全部正足，船坞搭载的其他分段艏、艉端的向艏的分段前端、向艉的后端正足，向艏的后端、向艉的前段有补偿量；艏艉端机舱半立体分段要求傍板下口，前后接缝的一端，应根据具体的工艺要求加放一定量的补偿量；货舱区舷侧分段的上企口、上顶边水舱的分段外板下口、下边水舱分段外板上口全部正足，货舱区舷侧分段的下企口、下边水舱分段外板内口、货舱区甲板分段、左右舷端头、甲板上墩座下口、货舱下墩座分段下口加放5mm补偿量；散货船的货舱区舷侧分段，一端加放5 mm补偿量，另一端为正足；货舱隔舱左右分段，左右向舯企口正足，上口斜旁正足，向舷侧加放、下口斜旁加放、下口平直加放一定的补偿量，注意这三个部位的补偿量各不相同；货舱隔舱中间分段，左右及上口分别正足，下口加放补偿量；货舱双层底左右分段四周企口正足。

（4）船体焊接收缩补偿量加放原则。船体焊接过程中，补偿量的大小与板的厚度、大小、板的结构等等密切相关，比如主船体对接缝大小不同，加放量不同；主船体角焊缝的板厚不同，加放量各不相同，总而言之，板材的厚度越小，表面积越大、结构越紧凑，补偿量越大，分段的工艺不同，建造精度及效率有差别，补偿量的大小自然也会不同。补偿量的大小不是一成不变的，根据实际的情况不同，都会有细微的差别，因此，实际的船舶建造过程中，建造设计人员需要不断的总结经验，才能得出精确的补偿数据，从而保证精度控制的准确性。

3.对合线设置。传统的船舶建造过程中，为了保证建造的精度，各个装配阶段都会留有工艺余量，装配时需要先切除零部件的工艺余量后才能进行零件的组装，这些工艺余量的预修整需要花费大量的工时及原材料，分段设计生产中，在合适的位置设置对合线，通过设置三维线性模型，然后在装配时进行尺寸对合，界能够准确判断各个分段的扭曲度、正方度等，然后进行修正，就可以保证分段制造的精度，同时减少了原材料的消耗及设计制造人员的工作量，缩短了工期，降低了生产制造的成本，有效的提高了船厂的经济效益。

三、结语

船舶建造过程中的精度控制对于船舶质量至关重要，造船厂在设计施工的过程中必须严格按照相关的工艺规定，根据船舶的性能需求，研究讨论合适的精度检测标准，在实际的生产不断的优化结构设计及施工工艺技术，提高施工人员的作业水平，探索科学合理的检测控制方法，提高船舶设计制造的精准度，促进船舶质量的提高，推动造船行业的发展与进步。，船体精度控制技是我国传播建造技术研究的重要组成部分，这项技术的研究对于实现船舶工业跨越式发展具有重要的意义，本文只是简单的进行了分析探索，具体的技术方法还需要相关工作人员长期研究。

参考文献：

[1]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.2010（04）.

[2]王荣兰.船体生产设计精度控制技术探讨[J].科技传播.2012（10）.

[3]胡日强. 船体建造精度控制关键技术研究[D].大连理工大学.2010（06）.