淺淡三維曲面(舵球)加工工藝

■湛勇剛 ■浙江造船有限公司，浙江 寧波 315537

造船是中國(guó)5000 多年文明歷史中的一個(gè)重要組成部分，中國(guó)在古代造船技術(shù)是領(lǐng)先，隨著技術(shù)的發(fā)展也就有了鄭和下西洋的壯舉，直至如今中國(guó)的造船技術(shù)還是絕對(duì)高超的。然而在這么一個(gè)巨大的工程中，船體冷加工工藝起了無(wú)以比擬的重要。船體冷加工主要包含了輥彎，壓彎，遞直線加工，冷加工加工出的零件精度直接影響到下一工序的裝配質(zhì)量。一艘船的裝配質(zhì)量會(huì)對(duì)船舶的航行性能，船舶零件的壽命，員工們的安全造成相對(duì)的影響。要解決這些就要求冷加工的員工熟悉掌握冷加工機(jī)器的操作及加工方法，還可通過(guò)改進(jìn)設(shè)備，對(duì)模具和加工工藝的創(chuàng)新等來(lái)達(dá)到高產(chǎn)，高效益，高安全的目的。

1 船體外板構(gòu)件冷加工的主要形式

(1)輥彎;(2)壓彎;(3)拉彎;(4)壓延。

2 船體冷加工主要加工設(shè)備和加工模具:

2.1 船體冷加工設(shè)備

(1)板材加工設(shè)備:液壓機(jī)(油壓機(jī)，水壓機(jī))，輥彎?rùn)C(jī)(三輥，四輥)，剪板機(jī)，數(shù)控彎板機(jī)等;

(2)型材加工設(shè)備:肋骨冷彎?rùn)C(jī)，校直機(jī)，撐床等;

2.2 船體冷加工設(shè)備的加工模具

(1)通用模具:主要有半形壓模，角形壓模等;(2)專(zhuān)用模具:主要有曲面壓模，槽形壓模，球面壓模等;

3 三維曲面(舵球)加工模具設(shè)計(jì)

為了解決1#58000 噸散貨船舵球三維曲面體加工的難題，我們通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和摸索，終于改變了三維曲面體零件無(wú)法加工的歷史，自行設(shè)計(jì)制作了58000 噸舵球曲面加工專(zhuān)用模(見(jiàn)圖)，實(shí)現(xiàn)了三維曲面體零件一次性成型加工。此項(xiàng)工藝設(shè)計(jì)創(chuàng)新為公司節(jié)省了幾十萬(wàn)元。

以上這些模具的制作和使用給我們的生產(chǎn)帶來(lái)了極大的便利，大大提高了我們的加工效率，縮短了船體建造加工的生產(chǎn)周期。各種船用模具與工裝的使用和創(chuàng)新，是船舶建造中的一大課題，對(duì)船舶制造的快速發(fā)展發(fā)揮著十分重要的作用。

圖1 三維曲面(舵球)加工模上模

4 三維曲面(舵球)加工工藝

4.1 加工設(shè)備——油壓機(jī)

油壓機(jī)按其結(jié)構(gòu)可分為懸臂式油壓機(jī)及柱式油壓機(jī)。懸臂式油壓機(jī)的壓制噸位小，工作面多，柱式油壓機(jī)壓制噸位大，工作面少。

(1)油壓機(jī)工作原理。油壓機(jī)是以液壓油為傳遞壓強(qiáng)的媒介從而促使上模的運(yùn)動(dòng)，油壓泵是油壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，是靠泵的作用力使液壓油通過(guò)液壓管路進(jìn)入油缸，活塞，油缸與活塞里有幾組互相配合的精密密封偶件，不通位置的密封都是不同油箱的，都是對(duì)液壓油起了密封作用，防止泄露，最后通過(guò)單向閥使液壓油在循環(huán)使油缸，活塞做動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，閥節(jié)和輸送，完成各種工作的循環(huán)，是用液壓油來(lái)傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制的一種方式。

(2)壓彎。壓彎就利用了油壓機(jī)的工作原理，針對(duì)要加工零件的形狀選取合適的模具(上模，下模)，根據(jù)加工樣板為基準(zhǔn)，將板壓制彎曲達(dá)到所需零件形狀，尺寸，規(guī)格。

圖2 三維曲面(舵球)加工模下模

4.2 加工方法

(1)以前加工方法:對(duì)于58K 舵球頂板以前沒(méi)有加工過(guò)此種板，只能請(qǐng)外協(xié)定制鑄鋼件或者切割成幾塊經(jīng)冷熱多次配合加工才能完成，先冷壓加工后火工二次矯正，這樣反復(fù)加工成形，其加工周期長(zhǎng)，一塊板大約需五至七天才能加工成形，而且加工變形較大，加工件成形不好，容易產(chǎn)生波浪變形等，人力和物力需求較多，效率低，影響整個(gè)船舶的生產(chǎn)建造周期。

(2)新的加工方法:通過(guò)模具和加工工藝的創(chuàng)新，我們?cè)?8K 舵球頂板的加工上利用新的加工模具，選用了新的冷熱加工工藝，采用開(kāi)爐加工的方法即冷熱加工種同步同時(shí)進(jìn)行加工的加工工藝，先將未成型的舵球頂板等三維曲面放在專(zhuān)用的碳爐上加熱燒紅，溫度約七百度左右，再利用做好的球形模具趨熱加工，在油壓機(jī)上壓彎，一次性加工成形，成形后吊下進(jìn)行自然冷卻，這樣重復(fù)加工，不僅加工時(shí)間短，從加熱到成型只需一至二小時(shí)，而且變形較小，成形好，加工質(zhì)量也好，不須再進(jìn)行二次矯正，人力物力也較少，只用三人就足夠，效率比以前大大的提高。

5 工藝推廣——雙曲度板的加工

此模具和加工工藝還可被廣泛推廣應(yīng)用，可用于所有船舶球形板如舵球，球鼻艏等曲面外板的加工，如已經(jīng)推廣應(yīng)用于63500 噸散貨船舵球板的加工，SPP17，SPA80 等海工船艏部雙曲面分段外板的加工等，大大縮短了這一系列船的外板加工周期，為公司大大節(jié)省了人力物力和生產(chǎn)成本。

圖3 三維曲面(舵球)加工樣板檢驗(yàn)

6 展望

雖說(shuō)現(xiàn)在各個(gè)船廠的船體冷加工工藝都比較精湛，但仍存在不少的缺憾，很多船廠仍舊采用傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械化加工。這就大大削減了勞動(dòng)生產(chǎn)率，給效益打了大的折扣，像槽型艙壁很多廠還是采用傳統(tǒng)的油壓機(jī)加工，應(yīng)向前看，學(xué)會(huì)用三芯輥壓制槽形艙壁，或?qū)⒂蛪簷C(jī)壓制模具進(jìn)行創(chuàng)新。零件加工時(shí)，應(yīng)以中間產(chǎn)品為單元，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，既要實(shí)現(xiàn)單件，小批量無(wú)法使得流水作業(yè)化的船舶產(chǎn)品，運(yùn)用成組技術(shù)，將工藝相似的零件部件組合在一起，劃分若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)單元，經(jīng)過(guò)工序統(tǒng)籌化，空間上分道，時(shí)間上有序，從而實(shí)現(xiàn)流水線作業(yè)，在每個(gè)流水線上可大大提高專(zhuān)用設(shè)備的利用率，也提高了生產(chǎn)率。在未來(lái)的船舶建造中，必將是以技術(shù)工藝工裝模具的各項(xiàng)創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)一場(chǎng)新的變革。

7 結(jié)束語(yǔ)

船體冷加工在船舶制造中極其重要，零件的加工精度會(huì)影響裝配質(zhì)量，間接影響船舶安全，要實(shí)現(xiàn)安全造船，冷加工員工必須熟練掌握各設(shè)備的安全操作規(guī)范，要有強(qiáng)的社會(huì)道德，要讓自己的工作經(jīng)驗(yàn)豐富，理論知識(shí)漸長(zhǎng)，才能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量造船;要實(shí)現(xiàn)全方位機(jī)械自動(dòng)化，方能達(dá)到高效率造船。船體冷加工具有改善勞動(dòng)強(qiáng)度，操作條件和環(huán)境污染;加工速度提高，改善了生產(chǎn)率;減少了輔助設(shè)備與燃料，降本增效的優(yōu)點(diǎn)。好的加工模具和加工工藝值得我們?nèi)W(xué)習(xí)推廣和創(chuàng)新，這樣可以讓你事半功倍，取得意想不到的效果。

［1］刁玉鋒，船體冷加工工藝學(xué)中級(jí)［M］.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006-10.

［2］劉雪梅，船體冷加工工藝學(xué)高級(jí)［M］.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006-02.

［3］劉向東，船體冷加工工藝學(xué)初級(jí)［M］.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006-10.

［4］徐兆康，船舶建造工藝學(xué)［M］.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006 -09.