船舶生产设计第五章

造船生产设计设计二所章炜樑第一节概述第二节船体型线光顺第三节船体建模第四节分段工作图的设绘第五节套料第六节零件草图的设绘第七节分段胎架布置图的设计第八节船体辅助生产设计第五章船体生产设计第一节概述一、船体生产设计的含义及基本要求1、船体生产设计的含义船体生产设计是在详细设计的基础上，按照现代造船模式的要求，根据工厂的生产条件和技术水平，以合理的建造方法为指导，根据工艺阶段和施工区域的生产和管理需要，绘制工作图、管理表以及提供在关施工、生产管理信息用以指导和组织生产的设计过程。一、船体生产设计的含义及基本要求2、船体生产设计的基本要求⑴船体生产设计应立足于造船企业的全部产品和各个专业中的全面实施。第一节概述船体建造一般划分为六个工艺阶段：零件加工、部件装配、组合件装配、分段装配、总段装配、船台（坞）合拢。⑶船体生产设计应根据工艺阶段和生产区域，包括工位、车间生产活动的需要，绘制施工图、管理表并提供有关施工信息。⑵船体生产设计应贯彻建造方针、施工要领等文件所提出的要求。2、分段工作图⑴建造方式；第一节概述⑼舾装开孔。⑻船台定位图；⑺完工测量图；⑹胎架形式、胎架图（型值图）；⑸图面要点；⑷工艺符号；⑶焊接坡口形式⑵施工要领；二、船体生产设计的主要内容1、线型光顺7、机器基座补强第一节概述10、焊接长度计算9、质量重心计算8、分段涂装要领⑷加工样板信息6、脚手架布置图5、吊耳布置及加强图⑸分段材料清单二、船体生产设计的主要内容3、零件明细表⑶型材、板材手工下料图⑵数控切割数据4、放样套料⑴套料图三、船体生产设计程序1、船体生产设计与其设计阶段的关系初步设计是详细设计和生产设计的依据，详细设计又是生产设计的依据；同时，生产设计的要求又渗透到前两个设计阶段中去。第一节概述三、船体生产设计程序2、船体生产设计与其他专业的协调内容⑴舾装件在结构上的开孔及贯通件；⑵分段预装和单元组装的范围、方式、时机及吊装程序；⑶主机、轴系和舵系安装对船体总装的要求；⑷设备基座及其加强；⑸建造过程中的通行、通风要求；⑹舱室及门窗的布置；⑺机舱行车的布置；⑻防腐锌块的布置等。第一节概述三、船体生产设计程序3、船体生产设计的工作流程第一节概述中剖面图船体线型线型光顺各区域构造图分段划分图施工要领、余量/收缩量设定分段质量重心基座补强、门窗开孔及放水塞位置涂装规格胎架型式、胎架图、加工样板信息吊耳及补强布置套材图板材舾装开孔工作图零件明细表、零件流向焊接坡口、型式、工艺符号、图面要点板材型材手工下料图分段材料清单分段涂装面积及要领数控切割数据船体生产设计流程图第二节船体型线光顺船体线型光顺，是船舶建造合同签订后，结构详细设计开始前首先进行的，属于放样范畴的生产设计。除此之外，放样工作，包括套料、绘制草图、切割资料、分段材料清单等要到结构某分段或单元的生产设计完成后才开始，期间可能要相隔几个月的时间。一、船体型线光顺的原则与要求常见的船体光顺方法有手工光顺和数学光顺二种。手工光顺包括实尺放样和比例放样；数学光顺是用数学方程定义的船体型线或船体表面而建立的数学模型，通过电子计算机的高速运算完成的船体放样工作。第二节船体型线光顺一、船体型线光顺的原则与要求1、船体型线光顺的原则⑴船体外形的空间曲线是利用正投影原理，通过三组互相垂直的平面（纵剖面、水线面和横剖面）与船体表面相交版的三组曲线，绘制成三个投影面来表示的；其中正投影图称为横剖面图，侧投影图称为纵剖面图，水平投影图称为半宽水线图。（见下图）⑵对于钢质船舶而言，船体表面是船体骨架外缘所形成的曲面，这种表示船体外形的投影图，就是船体理论型线图；⑶光顺的型线，除了三组曲线中的每一根曲线都是光顺的以外，还要求三个视图中型值都是一致的。第二节船体型线光顺横剖面图纵剖面图半宽水线图船体型线图⑵所有的型线必须是光顺的；第二节船体型线光顺⑶型线修改光顺后，各点型值应尽量接近原设计值，以免影响船舶性能。各主要尺度（总长、垂线间长、型深和型宽）、主要剖面（满载水线面和中剖面）的型值，各设计水线进水角和出水角、推进器部位的船体型线等，原则上不能改动。一、船体型线光顺的原则与要求2、船体型线光顺的要求⑴船体曲面上任一点三个投影面上的型值必须互相吻合，即保持投影的一致性，其型值误差不得大于±2mm；2、型线的绘制根据型值表提供的型值，或根据理论型线图上量取的型值，用样棒或卷尺将它们量到对应的格子线上，然后用样条将这些点子连成光顺的曲线。（最终在纵剖面图上绘制中纵剖面线、甲板边线、舷墙顶线及纵剖线；在水线面图主绘制各水线、甲板边线、舷墙顶线；在横剖面图上横剖线（站线）、甲板边线、舷墙顶线。）第二节船体型线光顺二、船体型线的放样1、格子线的绘制根据船体型线投影图，可知每个投影图均由纵横的直线组成的格子线，型线放样的第一步就是绘制这格子线；第二节船体型线光顺二、船体型线的放样3、甲板放样当甲板有梁拱或昂势时，它是一个空间曲面，所以必须进行放样。当梁拱为折线式时，比较简单，只要知道折角点位置、甲板宽度、梁拱的高度就能作出。如果是曲线，其作成的方法如图所示。4、肋骨型线放样所谓肋骨型线，就是每档肋处的横剖线，放样方法同型线的绘制。ADEFKCD'E'F'2342'3'4'甲板梁拱线(B为型宽)甲板梁拱的放样三、型线的数学光顺目前大中型船厂型线的光顺均已采用数学光顺的方法，即利用初始设计提供的船舶型表面的数据，建立数学模型，形成船体型表面，称为船体SURFASE。由此可生成众多的剖面线，如有不光顺的剖面，修改相应SURFASE数值定义，来观察三视图上型线的变化，并确认修改的正确性，就能获得较好的型表面。但由于软件自身的限制，因而整个型线的光顺还必须通过绘制的剖面图，用人工检验的方法进行检查，特别是型线复杂的部位，可能需要依据型线图进行手工样条光顺调整。第二节船体型线光顺第三节船体建模一、船体建模需要的信息1、各区域详细设计图纸；2、分段划分图；3、特殊焊接施工工艺图表；4、全船组装要领；5、全船精度管理图（包括平均余量、板边余量、基准线等）；6、船体各区域舾装开孔图。二、船体建模的主要任务1、准备阶段⑴项目开设、标准件的设定和本船相关信息的登录。如龙筋贯穿孔的设定、船舶主尺度、肋位表等的登录；⑵外板型线的绘制、光顺；⑶外板龙筋定位；龙筋定位制作需要详细设计提供外板龙筋布置图以及龙筋倾斜角度表。⑷绘制全船的基准面（即理论线）要领图。第三节船体建模⑸根据舾装专业提供的开孔委托，设备基座图等，在模型中追加开孔及基座加强。第三节船体建模二、船体建模的主要任务2、按分段进行建模⑴根据详细设计图纸按分段进行船体构件的三维模型制作。⑷加工、装配、检验所需的一些划线。⑶根据具体装配顺序，确定各零件的装配名称，在模型中添加。⑵根据生产组装中的的生产信息以及装配顺序在建模中加入相应的工艺信息。例如焊接坡口、焊道的止水孔等。第四节分段工作图的设绘一、船体生产设计工作图的出图模式生产设计的图纸和文件一是要描述“是什么”，如几何形状、材料及安装位置等；二是要描述“怎样做”，如怎样加工、怎样组合、有什么注意事项、控制变形的方法、准备些什么工装等；三是提供生产管理所需的工作量、流向关系、检验时间等。这些描述或指令应该是科学的、准确的、完整的、不重复的，以确保施工流畅，达到生产设计的预期目的。要完成这些任务，采用什么样的出图模式最适合本企业的实际情况，是生产设计要考虑的首要问题。第四节分段工作图的设绘一、船体生产设计工作图的出图模式1、船体生产设计的模式⑴按工序出图。就是按工序所需的信息出各个工序、工位的工作图。包括零件图、加工图、拼板图、部件图、分段图等。图纸设绘的工作量大。⑵按分段出图。就是立足深化分段结构图、利用符号、编码为各工序、工位提供所需信息。可以直接利用的分段结构图加上完整的编码和施工指令，一步完成生产设计。第四节分段工作图的设绘2、两种工作图出图模式的比较模式按工序出图按分段出图基本特征按工序分别绘制工作图,详细设计的结构图仅供各工序工作图的深化之用直接用详细设计的分段结构图作为工作图,着重于分段图的深化,使其具有完整的施工指令加工1.零件图2.套料切割图3.数控切割磁盘4.零件配套表同左由电子计算机提供,或放样直接提供组部件装配1.拼板图2.组件图3.平面部件图4.曲面部件图单独绘制拼板图单独绘制以深化详细设计的分段结构图为基,通过放样形成完整的工艺,内容和管理数据分段装配分段装配图单独绘制,仅表达与分段组装有关的内容分段结构图船台装配船台装配图船台装配图以分段划分图为基础加上工艺内容和管理数据单独绘制,分区表达分段连接处的详细要求优缺点优点:图纸只与本工序有关,图面清晰明确,容易阅读缺点:图纸设计工作量大,有重复工作优点:分段图能满足整个建造过程的需要,工艺完整严密;设计连续性强;基本无重复劳动缺点:图面代码符号较多,工人需经培训才易直接识读取第四节分段工作图的设绘二、按分段出图的工作图的内容按分段出图的工作图的内容主要有分段装配图、零件表、工艺表和胎架图表。⑸结构端部形式；⑷结构切口详图，包括切角、流水孔、通焊孔以及构件通过水密油密结构的截漏孔等。⑶各典型节点；⑵各相关横剖面、纵剖面结构详图；1、分段装配图⑴分段平面布置图；第四节分段工作图的设绘INNERBOTTOMPLANH1366A/67A第5页2010124G共页NO.-2ILCENTERGIRDER780780780780780780780780780780780780780780780NO.-1ILNO.1ILNO.2ILNO.3ILNO.4ILNO.5ILNO.6ILNO.7ILNO.8ILNO.9ILNO.10ILNO.11ILNO.12ILNO.13IL10055206120肋骨检验线#104#110#115#1172001180FY-2FY-1FY-1CMV-1*(P)FY-1(S)CMV-2*1D1P19.0A3222320*12A3221320*12A3223320*12A3224320*12A3225320*12A3226320*12A3227320*12A3228320*12A3229320*12A3230320*12A3221320*12A3222320*12A3223320*12A32BLOCKLINE(PONLY)CMV-2*CMV-2*52051D2P19.5A321D3P20.5A321D4P20.5A321DS5P20.5A32260780CW06CB05CB0710000OFFCL直剖线∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽FRAMESPACE860∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽第四节分段工作图的设绘H1366A/67A第14页2010124G共页L14L10L5L0R35R35R50R50600*800600*800600*800400*600400*600400*600400*700φ560φ450R50R50R50R50R50150*11A221180150*11A22150*11A22150*11A22116FC62150*11A22150*11A22150*11A22150*11A22150*11A22116FC62150*11A22150*11A22150*11A22150*11A2221.0A32116FA1150*11A2413.5A32116FB1150*11A25150*11A21150*11A22150*11A24100*10A2610.0A32116FC1150*11A21100*10A24116FB61116FA61116FC62150*11A22116FC61150*11A2110660OFFCLTWTWCW06CV-2*664.54.54.54.54.54.54.54.54.54.54.54.5150*11A23700666666CV-1*600*800400*600R50116FE62116FE61TWCW06L0L-5L-10L-14TW150*11A21100*10A28100*10A27150*11A22100*10A2310.0A3211