CN105857514A - 船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法。本发明设计出的三维通用活络样箱是一种通用装备，可以根据加工数据调节型值，重复使用，大大节省材料，节省人力和工时，减少堆放场所。此设计对船舶复杂曲度板加工、检验工装的改进起到促进作用。随着各企业对造船成本的重视及不断的技术革新，船体曲度板加工用三维通用活络样箱将很快应用于造船生产中，这将大大提高船舶建造的效率、降低造船成本。

Description

船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法

技术领域

本发明属于船舶建造领域，具体涉及一种船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法。

背景技术

船体外板的复杂曲形板在加工过程中，其曲形形状是否符合船体线型要求，要用样箱来检验。样箱是按照TRIBON船舶设计软件及计算机放样生成的船体外板型值来制作的，是作为船体复杂曲形板弯曲成形的检验用的工装。目前各船厂使用的仍是传统的木质专用样箱，每块复杂曲形钢板的成形都要钉制一个样箱，其制作繁琐，费时费料，且不便保存。因此，设计一种可调节且方便使用的三维通用活络样箱，来取代传统的木质专用样箱，对于降低人工和材料成本，提高船舶建造生产效率，具有非常重要的意义。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法。

技术方案：一种船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法，包括如下步骤：

（1）对造船企业船体曲形板加工采用的样板及样箱形式调研，查取资料，了解目前国内外活络式工装发展现状，以国内外采用的新型加工检验装置的研究，作为设计的启发和借鉴；

（2）针对目前中小型船舶企业复杂曲型板加工工装仍采用木质专用样箱现状，拟对其进行技术改造，研制设计出三维通用活络样箱；

（3）以某大型成品油船的尾部某曲形外板加工成形为依据，通过TRIBON曲面建模生成该曲形板样箱型值图；

（4）对三维通用活络样箱的设计原理进行分析，按曲形板样箱型值选择和设计船体复杂曲形钢板加工的三维通用活络样箱和固定专用样箱；

具体的设计如下：所述三维通用活络样箱可采用铝合金材料制作，由可调节样管、横管、纵管及紧固连接件组成；可调节样管由升降管和支柱套管组成，升降管和支柱套管都是圆形管，管上相应点有开孔，由螺栓透过圆孔固定升降管和支柱套管的相对位置，由此可调节升降管高度，实现粗调效果，升降管顶部有螺孔，可拧入细调螺丝，通过拧动细调螺丝可以调节其顶部的螺丝位置，实现微调效果；可调节样管与下部紧固连接件焊接，紧固连接件可在圆管上滑动，并通过螺栓进行固定，圆管上刻有尺寸刻度，可方便操作，横向和纵向均可调节；

当需要测量一个曲面钢板时，根据钢板的大小及肋骨间距，首先进行纵向和横向间距调节，纵向调节方法是：将每档肋位两端的紧固连接件节点处的螺栓松开，调好肋骨间距后，将两端紧固连接件节点处的螺栓再旋紧；横向调节方法是：将每档肋位上的各可调节样管下的紧固连接件节点处的螺栓松开，按给定型值间距调好横向间距，再将各可调节样管下的紧固连接件节点处的螺栓再旋紧；然后进行高度型值调节，调节方法是：先选好基准高度，然后将升降管和支柱套管根据型值进行粗调，使高度尽量与型值数值接近，用螺栓固定，然后旋动可调节样管上端的螺丝，使其达到精确的型值；

（5）制作先进的船体复杂曲形板加工用通用活络样箱及固定专用样箱三维工艺装备；

（6）通过对三维通用活络装置的性能进行分析比较，并与固定专用样箱的数据比较，进行性能检验，验证三维通用活络样箱的可行性及经济性。

作为优化：三维通用活络样箱的设计是以某大型成品油船的尾部外板样箱划分图为依据，首先根据其尾部型线图和型值表在TRIBON中曲面建模，并生成样箱型值。

作为优化：所述生成样箱型值的具体操作如下：

（1）根据某大型成品油船的尾部型线图和型值表，建立尾部曲面立体模型；

（2）根据每个板的边界，确定外板横缝和纵缝位置；

（3）生成加工样箱曲线模板型值。

有益效果：本发明的具体优势如下：

（1）将信息技术用于船舶建造工艺装备设计和制造。采用TRIBON软件进行曲面建模来生成船体复杂曲形板样箱型值；

（2）三维通用活络样箱装置变专用为通用。改变了传统的固定木质样箱只能用于一种形状曲形钢板的加工检验的情况，通过调节高度型值及模板间距可将样箱改变成不同形状，适用不同形装的船体复杂曲形钢板加工；

（3）提高船体复杂曲形钢板加工、检验精度。三维通用活络样箱装置高度型值调节采用粗调和微调，并且采用该装置可防止木制专用样箱因气候和放置不当产生变形造成的误差，提高检验精度。

（4）降低造船成本，提高造船生产效率。采用三维活络样箱装置，可节省样箱制作材料，减少制作样箱的人员，减少了箱样制作工时，并节省样箱放置场地，便于生产现场管理，大大提高船舶建造的效率。

其中，本发明设计出的三维通用活络样箱的具体优势如下：

（1）三维活络样箱能够实现X、Y、Z三个方向进行调节，满足不同形状板的加工需求；

（2）三维活络样箱型值能够粗调和微调节，以保证其型值的精确性，使钢板加工满足检验要求，通过验证，其在X、Y、Z个方向的误差均在±1mm以内，满足规范≤3mm误差要求；

（3）三维活络样箱根据已知型值可在短时间内调整到相应位置，生产中可根据TRIBON系统曲面建模及计算机放样提供的纵横方向的加工数据，对活络样箱的X、Y、Z三个方向进行调节；

（4）三维活络样箱单个制作成本略高于专用木质样箱，但其通用性较强，可重复利用，单次材料和工时成本较低；

（5）三维活络样箱使用周期较长、保存方便，采用铝合金或其他金属材料能够较长时间保存，其零件可拆卸放置，零件具有通用性，有几种不同规格零件，可有多种组装方式。

附图说明

图1是本发明的三维通用活络样箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施例

一种船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法，包括如下步骤：

（1）对造船企业船体曲形板加工采用的样板及样箱形式调研，查取资料，了解目前国内外活络式工装发展现状，以国内外采用的新型加工检验装置的研究，作为设计的启发和借鉴；

（2）针对目前中小型船舶企业复杂曲型板加工工装仍采用木质专用样箱现状，拟对其进行技术改造，研制设计出三维通用活络样箱；

（3）以某大型成品油船的尾部某曲形外板加工成形为依据，通过TRIBON曲面建模生成该曲形板样箱型值图；

（4）对三维通用活络样箱的设计原理进行分析，按曲形板样箱型值选择和设计船体复杂曲形钢板加工的三维通用活络样箱和固定专用样箱；

具体的设计如下：如图1所示，所述三维通用活络样箱可采用铝合金材料制作，由可调节样管1、横管2、纵管3及紧固连接件4组成；可调节样管1由升降管和支柱套管组成，升降管和支柱套管都是圆形管，管上相应点有开孔，由螺栓透过圆孔固定升降管和支柱套管的相对位置，由此可调节升降管高度，实现粗调效果，升降管顶部有螺孔，可拧入细调螺丝5，通过拧动细调螺丝5可以调节其顶部的螺丝位置，实现微调效果；可调节样管1与下部紧固连接件4焊接，紧固连接件4可在圆管上滑动，并通过螺栓进行固定，圆管上刻有尺寸刻度，可方便操作，横向和纵向均可调节；

当需要测量一个曲面钢板时，根据钢板的大小及肋骨间距，首先进行纵向和横向间距调节，纵向调节方法是：将每档肋位两端的紧固连接件节点处的螺栓松开，调好肋骨间距后，将两端紧固连接件节点处的螺栓再旋紧；横向调节方法是：将每档肋位上的各可调节样管下的紧固连接件节点处的螺栓松开，按给定型值间距调好横向间距，再将各可调节样管下的紧固连接件节点处的螺栓再旋紧；然后进行高度型值调节，调节方法是：先选好基准高度，然后将升降管和支柱套管根据型值进行粗调，使高度尽量与型值数值接近，用螺栓固定，然后旋动可调节样管上端的螺丝，使其达到精确的型值；

（5）制作先进的船体复杂曲形板加工用通用活络样箱及固定专用样箱三维工艺装备；

（6）通过对三维通用活络装置的性能进行分析比较，并与固定专用样箱的数据比较，进行性能检验，验证三维通用活络样箱的可行性及经济性。

所述三维通用活络样箱的设计是以某大型成品油船的尾部外板样箱划分图为依据，首先根据其尾部型线图和型值表在TRIBON中曲面建模，并生成样箱型值。所述生成样箱型值的具体操作如下：

（1）根据某大型成品油船的尾部型线图和型值表，建立尾部曲面立体模型；

（2）根据每个板的边界，确定外板横缝和纵缝位置；

（3）生成加工样箱曲线模板型值。

本发明的三维通用活络样箱设计方法，具有如下优势：

（1）三维通用活络样箱设计以TRIBON船舶设计软件进行曲面建模生成加工数据，并通过三维建模进行三维通用活络样箱设计，将数字化造船用于工艺装备设计和制造；

（2）该三维通用活络样箱对样箱高度值可设粗调和微调两部分，加装微调部分的零件，使通用样箱调节的精度更高，满足加工检验要求；

（3）横、纵双向间距可调节活络样箱装置，通过安装在滑槽上（或滑孔内）的滑动（或圆管）和固定装置达到滑动和固定的作用，可对长、宽方向的间距进行调节，适应不同加工数据的曲度板，使其通用性更强；

（4）三维通用活络样箱横向和纵向都有固定杆，使其具备一定的刚性，保证型值的精度，以减少曲度钢板检验误差，其在X、Y、Z个方向的误差均在±1mm以内，满足规范±3mm误差要求；

（5）分析船体曲形板加工检验用样箱在实际使用过程中的操作方式，对三维活络样箱装置在使用方便性方面进行优化，型值和模板间距调节更方便。

本发明中的三维通用活络样箱与传统的专用样箱比较，具体优势如下：

（1）三维活络样箱对样箱型值可粗调和微调节，以保证其型值的精确性，使钢板加工检验精度更高。

（2）双向间距可调节活络样箱装置既可在高度方向进行调节，也可对长、宽方向的间距进行调节，以适应不同加工数据的曲度板。

（3）与传统木质专用样箱相比具有使用方便、节省材料和工时等优点。

（4）传统样箱制作要依据船舶肋骨型线图的线型来进行型值驳取和模板的线型制作，其模板与样箱基座可能处于斜置状态，钉制时非常麻烦，容易造成误差。三维通用活络样箱则以计算机放样提供的与基准面垂直的高度型值，简化高度型值的调节。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）对造船企业船体曲形板加工采用的样板及样箱形式调研，查取资料，了解目前国内外活络式工装发展现状，以国内外采用的新型加工检验装置的研究，作为设计的启发和借鉴；

（2）针对目前中小型船舶企业复杂曲型板加工工装仍采用木质专用样箱现状，拟对其进行技术改造，研制设计出三维通用活络样箱；

（3）以某大型成品油船的尾部某曲形外板加工成形为依据，通过TRIBON曲面建模生成该曲形板样箱型值；

（4）对三维通用活络样箱的设计原理进行分析，按曲形板样箱型值选择和设计船体复杂曲形钢板加工的三维通用活络样箱；

具体的设计如下：所述三维通用活络样箱可采用铝合金材料制作，由可调节样管（1）、横管（2）、纵管（3）及紧固连接件（4）组成；可调节样管（1）由升降管和支柱套管组成，升降管和支柱套管都是圆形管，管上相应点有开孔，由螺栓透过圆孔固定升降管和支柱套管的相对位置，由此可调节升降管高度，实现粗调效果，升降管顶部有螺孔，可拧入细调螺丝（5），通过拧动细调螺丝（5）可以调节其顶部的螺丝位置，实现微调效果；可调节样管（1）与下部紧固连接件（4）焊接，紧固连接件（4）可在圆管上滑动，并通过螺栓进行固定，圆管上刻有尺寸刻度，可方便操作，横向和纵向均可调节；

当需要测量一个曲面钢板时，根据钢板的大小及肋骨间距，首先进行纵向和横向间距调节，纵向调节方法是：将每档肋位两端的紧固连接件节点处的螺栓松开，调好肋骨间距后，将两端紧固连接件节点处的螺栓再旋紧；横向调节方法是：将每档肋位上的各可调节样管下的紧固连接件节点处的螺栓松开，按给定型值间距调好横向间距，再将各可调节样管下的紧固连接件节点处的螺栓再旋紧；然后进行高度型值调节，调节方法是：先选好基准高度，然后将升降管和支柱套管根据型值进行粗调，使高度尽量与型值数值接近，用螺栓固定，然后旋动可调节样管上端的螺丝，使其达到精确的型值；

（5）制作先进的船体复杂曲形板加工用通用活络样箱及固定专用样箱三维工艺装备；

（6）通过对三维通用活络装置的性能进行分析比较，并与固定专用样箱的数据比较，进行性能检验，验证三维通用活络样箱的可行性及经济性。

2.根据权利要求1所述的船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法，其特征在于：三维通用活络样箱的设计是以某大型成品油船的尾部外板样箱划分图为依据，首先根据其尾部型线图和型值表在TRIBON中曲面建模，并生成样箱型值。

3.根据权利要求2所述的船体复杂曲形板检验三维通用活络样箱的设计方法，其特征在于：所述生成样箱型值的具体操作如下：

（1）根据某大型成品油船的尾部型线图和型值表，建立尾部曲面立体模型；

（2）根据每个板的边界，确定外板横缝和纵缝位置；

（3）生成加工样箱曲线模板型值。