浅淡三维曲面(舵球)加工工艺

■湛勇刚 ■浙江造船有限公司，浙江 宁波 315537

造船是中国5000 多年文明历史中的一个重要组成部分，中国在古代造船技术是领先，随着技术的发展也就有了郑和下西洋的壮举，直至如今中国的造船技术还是绝对高超的。然而在这么一个巨大的工程中，船体冷加工工艺起了无以比拟的重要。船体冷加工主要包含了辊弯，压弯，递直线加工，冷加工加工出的零件精度直接影响到下一工序的装配质量。一艘船的装配质量会对船舶的航行性能，船舶零件的寿命，员工们的安全造成相对的影响。要解决这些就要求冷加工的员工熟悉掌握冷加工机器的操作及加工方法，还可通过改进设备，对模具和加工工艺的创新等来达到高产，高效益，高安全的目的。

1 船体外板构件冷加工的主要形式

(1)辊弯;(2)压弯;(3)拉弯;(4)压延。

2 船体冷加工主要加工设备和加工模具:

2.1 船体冷加工设备

(1)板材加工设备:液压机(油压机，水压机)，辊弯机(三辊，四辊)，剪板机，数控弯板机等;

(2)型材加工设备:肋骨冷弯机，校直机，撑床等;

2.2 船体冷加工设备的加工模具

(1)通用模具:主要有半形压模，角形压模等;(2)专用模具:主要有曲面压模，槽形压模，球面压模等;

3 三维曲面(舵球)加工模具设计

为了解决1#58000 吨散货船舵球三维曲面体加工的难题，我们通过不断的学习和摸索，终于改变了三维曲面体零件无法加工的历史，自行设计制作了58000 吨舵球曲面加工专用模(见图)，实现了三维曲面体零件一次性成型加工。此项工艺设计创新为公司节省了几十万元。

以上这些模具的制作和使用给我们的生产带来了极大的便利，大大提高了我们的加工效率，缩短了船体建造加工的生产周期。各种船用模具与工装的使用和创新，是船舶建造中的一大课题，对船舶制造的快速发展发挥着十分重要的作用。

图1 三维曲面(舵球)加工模上模

4 三维曲面(舵球)加工工艺

4.1 加工设备——油压机

油压机按其结构可分为悬臂式油压机及柱式油压机。悬臂式油压机的压制吨位小，工作面多，柱式油压机压制吨位大，工作面少。

(1)油压机工作原理。油压机是以液压油为传递压强的媒介从而促使上模的运动，油压泵是油压系统的动力源，是靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸，活塞，油缸与活塞里有几组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，都是对液压油起了密封作用，防止泄露，最后通过单向阀使液压油在循环使油缸，活塞做动，实现能量的转换，阀节和输送，完成各种工作的循环，是用液压油来传递动力和进行控制的一种方式。

(2)压弯。压弯就利用了油压机的工作原理，针对要加工零件的形状选取合适的模具(上模，下模)，根据加工样板为基准，将板压制弯曲达到所需零件形状，尺寸，规格。

图2 三维曲面(舵球)加工模下模

4.2 加工方法

(1)以前加工方法:对于58K 舵球顶板以前没有加工过此种板，只能请外协定制铸钢件或者切割成几块经冷热多次配合加工才能完成，先冷压加工后火工二次矫正，这样反复加工成形，其加工周期长，一块板大约需五至七天才能加工成形，而且加工变形较大，加工件成形不好，容易产生波浪变形等，人力和物力需求较多，效率低，影响整个船舶的生产建造周期。

(2)新的加工方法:通过模具和加工工艺的创新，我们在58K 舵球顶板的加工上利用新的加工模具，选用了新的冷热加工工艺，采用开炉加工的方法即冷热加工种同步同时进行加工的加工工艺，先将未成型的舵球顶板等三维曲面放在专用的碳炉上加热烧红，温度约七百度左右，再利用做好的球形模具趋热加工，在油压机上压弯，一次性加工成形，成形后吊下进行自然冷却，这样重复加工，不仅加工时间短，从加热到成型只需一至二小时，而且变形较小，成形好，加工质量也好，不须再进行二次矫正，人力物力也较少，只用三人就足够，效率比以前大大的提高。

5 工艺推广——双曲度板的加工

此模具和加工工艺还可被广泛推广应用，可用于所有船舶球形板如舵球，球鼻艏等曲面外板的加工，如已经推广应用于63500 吨散货船舵球板的加工，SPP17，SPA80 等海工船艏部双曲面分段外板的加工等，大大缩短了这一系列船的外板加工周期，为公司大大节省了人力物力和生产成本。

图3 三维曲面(舵球)加工样板检验

6 展望

虽说现在各个船厂的船体冷加工工艺都比较精湛，但仍存在不少的缺憾，很多船厂仍旧采用传统的手动机械化加工。这就大大削减了劳动生产率，给效益打了大的折扣，像槽型舱壁很多厂还是采用传统的油压机加工，应向前看，学会用三芯辊压制槽形舱壁，或将油压机压制模具进行创新。零件加工时，应以中间产品为单元，实现流水作业，既要实现单件，小批量无法使得流水作业化的船舶产品，运用成组技术，将工艺相似的零件部件组合在一起，划分若干个标准的生产单元，经过工序统筹化，空间上分道，时间上有序，从而实现流水线作业，在每个流水线上可大大提高专用设备的利用率，也提高了生产率。在未来的船舶建造中，必将是以技术工艺工装模具的各项创新来推动一场新的变革。

7 结束语

船体冷加工在船舶制造中极其重要，零件的加工精度会影响装配质量，间接影响船舶安全，要实现安全造船，冷加工员工必须熟练掌握各设备的安全操作规范，要有强的社会道德，要让自己的工作经验丰富，理论知识渐长，才能实现高质量造船;要实现全方位机械自动化，方能达到高效率造船。船体冷加工具有改善劳动强度，操作条件和环境污染;加工速度提高，改善了生产率;减少了辅助设备与燃料，降本增效的优点。好的加工模具和加工工艺值得我们去学习推广和创新，这样可以让你事半功倍，取得意想不到的效果。

［1］刁玉锋，船体冷加工工艺学中级［M］.哈尔滨工程大学出版社，2006-10.

［2］刘雪梅，船体冷加工工艺学高级［M］.哈尔滨工程大学出版社，2006-02.

［3］刘向东，船体冷加工工艺学初级［M］.哈尔滨工程大学出版社，2006-10.

［4］徐兆康，船舶建造工艺学［M］.哈尔滨工程大学出版社，2006 -09.