现代船舶建造方法概要.ppt

1.3.2 成型加工 1.3.2.1 板材加工 1.3.2.2 型材加工 船体成形加工是将下料后的零件(平面板、型材等)加工成构件所需实际形状。大体上，弯板作业量约占船体钢材加工工作量的10～18％，而型材弯制约占9～16％。 1.3.2.1 板材加工 船用板材线型复杂，其加工一直是造船业最困难的工作。通常对于一般曲率不大的板材零件采用常规的冷加工设备，而对于复杂线型外板(双曲板)，仍需要凭借热加工或水火弯板工艺来加以解决。近几年来国内外船体板材加工工艺和设备没有多大新发展。大、中型船厂主要采用大能力、高工效、多用途的常规液压加工设备。国内外所不同的是，国外船厂加工辅助作业机械化程度相当高，大大减轻了工人劳动强度和零件等待时间。对于常规加工设备的数控化，日本在过去的30年中作了不少努力，但效果不明显。日本新建的三菱重工长崎船厂香烧分厂，可以说工艺技术水平和建设规模是世界第一流的。但纵观其钢料加工设备，也只不过是吨位大、功能多，以及输送辊道长和超重设备全等。 香烧分厂钢料加工设备 附2t起重机2台 15tL型起重机 作设备专用 ? 1 1 l 1 l 1 2 200 t, 1300 mm 700 t 1500t，工作台6300X6000mm 1500t，工作台6000X6000mm 2000t，辊长22600mm 500 t 500 t，工作台700X4000mm 200 t 50 t 立式三辊弯板机 折边压力机 油压机 油压机 三辊弯板机 肋骨冷弯机 折边压力机 撑床 撑床 l 2 3 4 5 6 7 8 9 备 注 数量 主 要 规 格 设 备 名 称 序号 船体曲板加工技术 水火弯板是船体外板加工成型的一项重要工艺方法，具有技术性强、难度大的特点。长期以来，这项加工工艺基本属于经验型工艺方法，即需要由熟练的技术工人凭长期积累的经验进行加工。由于船体曲面十分复杂，外板的大小、形状多变，对于有经验的老工人来说确定一块曲板的水火弯板加工方案，并加工成型，大都需要两三次甚至更多次火焰加工才能完成。而对于缺少经验的新工人，要加工成设计所需要的曲板就更加困难。因此，目前的经验型水火弯板加工方法加工时间长，质量波动大，难以实施精度控制，多年来已经成为缩短造船周期，提高船舶质量的重大障碍。 目前，工厂的现实情况是： (1)由于水火弯工艺的特殊性，使得这项工艺的经验成分(特别是加热线的设计)显得格外突出。青年工人在短时期内较难以全面掌握这项加工技术，有经验技工的培养困难。在船舶构件加工阶段，水火弯这道工序已经成为一个“瓶颈”工序了。 (2)缩短造船周期，提高造船质量、降低造船成本是船厂在国际船舶市场中提高自身竞争能力的重要手段。因此凭手工经验来完成比较复杂的工艺过程无论在速度上还是在质量上都已远远满足不了现代造船生产的需要。也无法全面实现无余量装配及公差造船等先进造船方法的实施。 (3)水火弯技术不但难以掌握，而且由于工作环境较为艰苦，劳动条件相对较差，可能造成水火弯板工种后备力量今后出现一定程度的“断层”。 因此，水火弯板工艺的革新绝不是可有可无的开发项目，也不能继续拖延，已经迫在眉睫，必须尽快解决，使其在方法上有一个根本性的变革。有效且比较经济的途径就是计算机辅助焰道布置，这种研究项目在船舶加工建造方面有着十分重要的意义，是适应船舶工业发展需要的一项急需课题。 水火弯板工艺方法概述 水火弯板又称线状加热成型(line heating或line heat forming)。它是利用金属板局部受高温冷却后产生的局部热弹塑性收缩变形而达到整体弯曲成型。目前主要是由氧乙炔焰在钢板表面加热的方法来获得局部高温。几种常见的加热线布置情况如下。 影响金属板局部收缩变形的主要参数有： 火焰的移动速度； 喷嘴离钢板表面的距离； 钢板的厚度； 加热线的长度； 加热线间距； 火焰的功率； 冷却方式； 喷嘴尺寸等。 在实际操作中，如气温的变化，金属板材质的区别，板的几何尺寸，边界支撑条件等也是必须考虑的重要影响因素。 从理论上分析，对于不可展曲面的金属板，将其展开后会出现局部的裂纹和裂缝： 显然，如果要获得展开前的曲面形状(即设计的外板曲面)，需要将展开的裂缝处两边全部连接起来，也就是使裂缝消失才可达到要求。如上所述，金属板局部受高温冷却后会产生局部热弹塑性收缩变形，这就为不可展曲面金属板的成型提供了可行的方法。这些裂缝的宽度和面积(也包括体积)就是设计的曲板所要求的局部必须收缩量。也就是说，水火弯板的关键就是通过局部加热的工艺过程，使被加工的曲板各