某船外板曲线折边加工探讨_周芳忠_.pdf

-49-作者简介：周芳忠（1985-），男，工程师，船体建造。吴远平（1983-），男，助理工程师，船体建造。李华宾（1985-），男，助理工程师，船体建造。某船外板曲线折边加工探讨某船外板曲线折边加工探讨周芳忠吴远平李华宾（广船国际生产管理中心、制造部）摘要：针对某复古船搭接形式的外板加工特点和难点，研究并组织了外板的加工实验，并对数据及实验出现情况进行了分析探讨和总结改进，完成了外板批量加工，实现了原设计的美观要求。关键词：外板加工；曲线折边DOI：10.3969/j.issn.2095-4506.2023.01.0140前言某船是公司承接的一艘仿古船舶，外观美轮美奂，是展现中国造船悠久历史和中国综合国力的象征。该船舶外板要求采用复古的搭接形式，外观精美要求高。目前国内还没有建造过该类型船舶的经验，详细设计采用欧洲达门船厂的原版图纸，其中外板搭接节点的施工与外观的美观问题是该船建造的难点之一。1该船外板加工特点和难点以及解决方案1.1该船外板加工特点该船为了保证外观复古形式，全船采用压边板工艺，压边板布置在船的两旁舷侧外板，贯穿整个船身，达到复古的木质船结构形式，线性流畅，外观优美。1.2外板加工难点该船外板加工根据分工，在南沙厂区制作，目前国内没有制作过该类型外板的经验，没有经验可以借鉴，外板折边过渡小，飞边短，加工难度大。同时，由于外板有线性，因此在外板纵向加工折边的同时横向需要加工线性，难度非常大。1.3解决方案由于之前没有相应的加工经验可以借鉴，根据该船型特点，经公司项目组组织技术、工法、施工部门进行讨论，决定选取实验板就行现场实操实验。压制压边板，需要重新制作刀模，底模，该工作由材料加工课负责设计、制作。根据工艺要求，考虑到压边对板的平直度的要求，工艺决定，先压制压边，再压制船体外板线性，再水火弯板矫正，同时若发现外板线性破坏折边线性时，最后进行修正。2实验板的选择经组织相关人员进行讨论，选取该船艉部的一块外板进行试验，选取该船 A022-F 板，该板下口需要折边搭接，另外艉尾方向和上下方向都有线型，具有曲面板的典型特点。后经工法部门下单选取材该规格板进行试验，该板的具体信息如下。2.1下料资料图纸该板材主要规格为 7573mm*1570mm*10mm，材质为普通钢“A”，屈服强度为 Q235。下料用数控指令，下口留 50mm 余量，如图 1 所示。2.2外板加工型线数据图 2 为外板制作活络卡数据，主要为横向加工档距以及加工深度。有数据的代表需要制样区域，*代表无加工数据不需要制样区域。2.3该船外板搭接节点如图 3 所示，后续实验策划依据该加工节点。3试验过程策划课内接到这个生产任务，马上组织工艺人员、设计人员、班组长、现场工人，根据材料加工课现有设备，制定制作流程如下。图 1板材下料图GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)-50-（1）压型模具制作根据设计提供的外板压型图纸，制作加工的刀模、底模。刀模底模分工由外板切割工段实施。（2）外板下料。根据外板下料图纸和等离子切割指令下料。（3）外板折边压型外板折边压型，利用 1500T 油压机采用点触操作，分三个压制深度压制，压制一次后，现场观察无异样后再继续压制，压制过程对压制数进行全程监控。（4）压型完后实施检测矫正。压边完成后，测量数据，存在部分偏差区域使用 600T 油压机矫正。（5）根据外板加工样利用 1500T 油压机实施外板线型冷加工。周芳忠吴远平李华宾：某船外板曲线折边加工探讨图 2板材加工数据刀模刀模横截面图，长度为2500mm图 3外板搭接节点图 4实验用刀模底模底模横截面图，长度为2500mm刀模底模压型板垫板10*100*1500压型原理图图 5实验用底模图 6压型实验原理-51-图 7底模装备图 8刀模装配图 9已经制作完成的刀模图 10制作完成的底模（6）在火工平台运用水火弯板工艺进行加工。主要火工折边加工与外板线型加工过渡不顺区域，安排火工技师现场操作。（7）检测矫正。自检合格后，报设计、工艺确认，完成加工。4模具制作为了达到折边效果，采用了刀模加底模的符合模具样式，现场压制时加一块 10mm 垫板（折边量），评估可达到压制效果。折边模具制作，根据该压型板边 10mm+50mm+50mm（余量 50mm），现场设计制作模具图纸如图 4、图 5 和图 6。该模具制作过程中，装配精度非常重要，板边直线度和平整度都控制在 1mm 以内，为了保证模具精度，采用了数控火焰机下料，下料完成后使用 1500吨油压机压平，焊接采用分段退焊法，有效的保证了模具精度。另外，因用于 1500T 油压机模具，受力较大，所有焊接连接节点都需要开坡口深熔焊。模具制作过程中如图 7 至图 10。制作完成的刀模精度偏差为 0.5mm，底模精度偏差为 1mm，刀模底模吻合现场测试精度间隙在1mm 以内，符合实验要求。5现场折边压制实验验证在板材下料完成后，策划在 1500 吨油压机压折角边模具已经制作完成，现场开始实验压制，压制过程如图 11 至图 14。压制完成后，测量了精度数据，整体符合精度要求，且压边板过渡区域平顺，没有产生尖锐压痕，符合质量要求。6外板的整体线型加工板材下口折边压制完成后，制作整板的线型，先在 1500 吨油压机冷弯压型，再上火工平台水火弯板，外板压型根据外板数据，制作活络卡样，加工完后板材如图 15 至图 18。冷加工火工完成后，对样检测，局部离空 2mm左右，外板线性符合精度要求，同时由于外板线性成型过程中，对折边线性产生了局部细微干扰，采取了 600T 油压机矫正后，符合要求。7实验过程总结实验完成后，相关参与人员对实验过程中的一些问题进行了探讨并形成了一些意见，整理改进意见。第一，压型表面成型改进。压型过程中，在每一段压型完成后，压完的接头位置存在明显的硬坑，外观较差且难以矫正。经现场讨论，建议后续从两GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)-52-个方面改进，一方面是下一次压型的时候，将压型扁铁往前搭一部分，使这个位置的凹坑相对过渡一下。另一方面是将该压型的扁铁两端适当削薄过渡，则端头压出的硬坑没有那么深。第二，压型的折角线光顺过渡。该板的折角线不是直线，同时带有弯曲，而我们的压型模具是直线的，所以压出来的折角线型实际上只是一段一段的直线。改进建议是将压型扁铁改短到 1000mm 左右，这样压出来的一段一段的过渡能更加平顺。第三，加工余量修改。目前的模具是根据 110mm 的折角边压制，还有 50mm的余量需要在压制完成割除，外板加工完成后，在折角边修割将非常困难。经精度和工艺确认，后续将该 50mm 余量减少到 10mm，这部分余量留待大合拢阶段修割。8批量制作阶段经实验总结改进后，实施批量制作，共制作 26件该类型外板。经压型位置探伤，100%合格无缺陷。外板线型报验全都一次通过。后续跟踪搭载阶段吊装情况，搭载制作人员反馈线型良好，大大的降低了搭载阶段的装配工作量，也得到了驻厂船东组的肯定。该压型板制作取得了成功。9结束语经过现场工段和公司设计人员工艺人员的共同努力，终于压制出该特殊板材，这种外板线型是前所未有的，制作过程中也碰到了大量的困难，相关人员不畏艰难，奋发向上的作风鼓舞着每一个造船人。同时该某船的建造也需要大家更加努力进取，为后续该船建造打下了坚实基础，争取按时保质的完成该特种船的建造。参考文献：1张明华精益造船模式研究M中国经济出版社，20052徐兆康船舶建造工艺学M人民交通出版杜，2000投稿日期：2020-5-22周芳忠吴远平李华宾：某船外板曲线折边加工探讨图 11现场压制图 12压制过程监控图 13压制数据检测图 14压边压制完成图 15外板线型正面图 16外板折边线型 1图 17外板折边线型 2图 18整体外板线型情况