生产设计最终版

1、高等教育自学考试毕业设计（论文）题目 D4双层底分段生产设计专业班级 09船检（2）班 姓名 肖建豪 指导教师姓名、职称 饶小江 所属助学单位 武汉交通职业学院继续教育学院 2011年 11 月 1日目 录摘要1.绪 论 1.1 本次设计的目的和意义 1.2 设计内容及任务2.船体说明及船厂条件概述 2.1 船体说明 2.2 船厂条件 2.3 船厂条件分析 3.船体分段建造施工要领 3.1 建造方式 3.2 胎架形式 3.2 工艺程序 4.船体分段装配焊接工艺 4.1 焊接的原则 4.2 分段装配焊接工艺程序 4.3 焊接变形的控制4.4 分段制作过程注意事项 5.分段实体建模及重量重心计算5

2、.1 双层底分段实体建模5.2 双层底分段装配过程5.3 分段重量重心表6.分段胎架及吊环设计6.1 胎架工作图 6.2 吊环规格及其安装位置图 6.3 分段翻身 7.分段工作图总结 致 谢参考文献摘 要 本设计说明系统地介绍了7000吨油船双层底分段生产设计的设计过程。这个过程包括：船体简要说明；根据设计分段编制建造施工要领书；双层底分段焊接工艺；双层底建模及其重量重心计算；分段胎架设计，吊环安装及分段翻身方式。对双层底分段进行详细的生产设计，绘制详细的双层底分段工作图表，建立零件及其加工图、组合件工作图、分段装配图以及零件表等一系列图纸，以此图纸作为生产施工的工艺标准；并利用AutoCAD

3、的三维建模功能创建甲板分段的实体模型，进而计算重量重心，再用三维实体模拟装配过程以及对分段进行涂装等内容。关键词：建造施工要领书 建造工艺 生产设计 三维建模 第一章.绪论1.1本次设计的目的和意义本次设计的是7000t油船的双层底分段，只有通过一个分段的生产设计来进一步了解生产设计的基本步骤、工作内容及流程。同时也是对所学过的专业理论知识和实践课程的具体应用，通过本次设计来巩固所学知识，学会收集资料，提高绘图、表文件的能力。还有一项就是生产设计中的主要工作内容的细分，包括熟悉资料和读懂图，到设计设计内容的编写、绘图等，都要保证逻辑的连贯。1.2本次设计的内容及任务为了加深所学专业知识，并使之

4、融会贯通，同时加强动手能力的培养，本次设计的内容主要包括：分段建造施工要领书的编制；分段胎架设计；分段重量重心计算；绘制分段制作图表等几大项。编制分段要领书：分段建造要领书的编制是根据船厂的生产条件、船舶类型与特点、劳动力负荷情况从产品角度，以最合理最经济的建造船舶为原则来制定。主要内容有：1）建造方式。建造方法是要确定建造基准面，是以外板或内底板为基准面建造，应根据船厂情况而定。总的原则是要胎架形式简单，施工方便，分段翻身次数少。2）胎架形式。根据建造方法确定胎架形式。3）装焊程序。装焊程序要综合平衡船体、舾装、涂装作业做出选择。例如本分段的装焊程序为：内底板铺板纵横骨架装焊管子及其它舾装件

5、预舾装外板安装翻身焊接涂装。4）质量保证。对分段建造过程中重点控制的部位，提出质量保证的要求。例如焊接变形的控制、焊接规格、焊接质量标准。5）施工要领：对生产设计和施工中的注意事项给予提醒，如舾装件预装的要求、施工中安全措施的落实、施工用工艺孔的要求、部位、工艺装备的准备、特殊要求的吊环设置、分段接缝处结构细节处理等。 分段胎架设计：首先熟悉分段确定分段建造方式，确定胎架结构形式及胎架构建数量，然后根据肋骨型线如绘制的胎架工作去曲面型值表，最后绘制胎架工作图。分段重量重心计算：分段重量重心表是以分段为单位，汇集各零部件的重量及重心位置计算得到的。它一般只考虑分段各零部件的理论重量，而不计及余量

6、、减轻孔、临时加强材和临时吊环等重量，影响较大时需要计算。进行分段重量重心计算时，应注意下列事项： 1)结构左右对称或基本对称的分段可免除计算重心的横坐标； 2)计算前应根据分段特点，选定坐标基准面。如双层底或其它底部分段选取船舶基线面作为垂向坐标的基准面，而上甲板可选取水平的甲板作为基准面(如果有水平甲板的话)。选取基准面的目的是，零件坐标尺寸相对小一些，并能够直接取得数值，这样算起来比较方便； 3）计算出各分段按自己的坐标基准面确定的重心坐标位置后，应根据需要换算成全船的基准面坐标； 4）对规格、形状、尺寸相同或基本相同，分布均匀的零件，可归纳为一项计算，以缩短计算时间。分段重量重心计算工

7、作，是一项十分繁琐而又细致的工作，在条件许可时，应尽量使用电子计算机代替人工计算。绘制分段工作图：本次设计采用工序工位出图的模式，根据设计任务提供的分段结构图进行分解，绘制零件图及加工图，部件图，组合件工作图，分段装配图。1）零件图及其加工图零件图主要是作为号料的依据。它的生成有两种方法：一是手工出图，一是电子计算机生成零件图。加工图主要是作为船体零件加工的依据。凡零件图中对于加工要求已经用符号表示清楚，或者在样板中已经明确加工要求，号料后能按其要求加工的，不再出加工图，2）部件工作图部件工作图是描述零件组合最初始的工作图，也是为最初始组合工位的需要而提供的。部件工作图的种类一般有：“T”形部

8、件图、拼板图、简单板件型材组合图等。一般按一次装焊的原则划分。3）组合件工作图组合件一般由零件和已经装配好的部件组成。因此，在组合件工作图上，只需表示该安装的零件与部件，而组成部件的零件无需表达。4）分段装配图分段装配工作图（简称分段装配图）是在已经完成详细设计的分段结构图的基础上，进一步绘制的仅表达分段装配的工作图。它包括分段装配的全部工艺和管理信息，专门为分段装配提供依据，其它则不予提供。第二章 船体说明及船厂条件概述 2.1 船体说明2.1.1 概述2.1.1.1本说明书叙述了载重量为7000吨油轮的设计，建造和装备。根据船级符号技术设计，液货舱适合装载液货，这类液货不有害于船舶本身的液

9、货系统，这类液货的闪点小于60。2.1.1.2本船按无限航区要求进行设计和装备, 执行现行的规范和规则。2.1.1.3本船设计和安装一个螺旋桨。由一台中速柴油机驱动的远洋成品油船，货油舱及污油舱区域为双底双壳结构，一层连续的干舷甲板, 设有首楼, 四层居住甲板室。(尾楼甲板, 艇甲板, 船长甲板, 驾驶甲板) 方尾, 单平衡舵。2.1.1.4本船安装一个固定螺距螺旋桨。2.1.1.5为了改善船舶的操纵性, 在首部安装一个200kw固定螺距首侧推。2.1.1.6甲板上设置横梁, 纵桁和纵骨。2.1.1.7按船厂建造惯例，应提供和装备本概要说明书中未提及的任何物品或其它零件。2.1.2主要尺度总

10、长 Loa 115.00m垂线间长 Lpp 109.00m型 宽 B 17.60m型 深 D 8.70m设计吃水 d 6.80m结 构 吃 水 d 7.00m船 员 定 额 17人2.1.3舱容设计吃水时载重量 7000t货油舱按98%舱容装载并含污油舱 8500m3污油舱按98%舱容装载 152m3燃油舱 185m3柴油舱 55m3淡水舱 160m3压载水舱(含首尖舱和首压载水舱) 2728m32.1.4.规范,规则2.1.4.1 本船船体，机械和设备由中国船级社检验。登记入级符号为：CSA 5/5 Oil Tanke，F.P 60ESP,Unrestricted Navigation, I

11、ce class B CSM 2.1.4.2 船旗巴拿马, 香港, 新加坡。2.1.4.3规范和规则本船按下列规范、规则和公约进行设计：(1).钢质海船入级与建造规范2001, 2003年及修订本(2).国际海上人命安全公约1974年（SOLAS），1978年议定书及1981, 1983, 1988 ( GMDSS ), 1989, 1990, 1991, 1992, 1994, 1996, 1997, 1998和2000年修正案(3).国际防污染公约1973年1978年议定书（MARPOL）及1984,1985,1987,1989,1990,1991,1992,1994,1997和1998年

12、修正案及IMO Reg.13F (MARPOL73/78附录中13F的规则及海上环保会(MEPC) 32/Wp2)及附录、及.（4）.国际载重线公约1966年及1971,1975,1979和1988年修正案（5）.国际电讯公约1973年和无线电规则1974及1979,1982，1983，1990和1992年的GMDSS（全球海上遇险及安全系统）（6）.国际吨位丈量公约（LONDON 1969年）（7）.国际海上避碰规则1972年及1981,1987,1989,1993年修正案.（8）.国际电工委员会(IEC)关于船上电气安装的规则.（9）.国际劳工组织(ILO)关于船员居住舱室的规定.（No.

13、92 & No.133）附注: No.92是1949年船员起居舱室公约(修订)(第92号)No.133是1970年船员起居舱室(补充规定)公约(第133号)（10）.国际海洋石油公司公会(OCIMF)关于油船总管及相关联设备的标准.（11）.国际航行海船法定检验技术规则（1999.）(12).国际海事组织(IMO)关于船上噪音的规定.(13).国际标准化组织(ISO)起草的建议.No.6954（关于商船振动全面评价的指标）(14).苏伊士运河规则(仅吨位丈量)(15).巴拿马运河规则(仅吨位丈量)(16)国际船舶和港口安全规则.2.1.5主机和发电机2.1.5.1主机主机 8DKM-28L台数

14、 1台最大持续功率(MCR) 2500kw最大持续功率时的最大持续转速 750rpm持续服务功率 (CSR) 1x2125 kw2.1.5.2螺旋桨型式 固定螺距F.P.P.数量 1个材料 鎳-铝-青铜 (Ni-Al-Bronze)叶数 5 2.1.5.3主发电机台数和功率 2台x350 kw+1x120 kwx1500 rpm电源 A.C. 三相, 400v, 50Hz.2.1.5.4应急发电机台数和功率 1台X90 kwx1500 rpm电源 A.C. 三相, 400v, 50Hz.2.1.6航速及续航力2.1.6.1 航速 本船在设计吃水（T=6.8m）满载状态, 主机达到持续服务功率(

15、CSR)并考虑了10%的海上功率裕度, 船壳清洁无污的情况下，风力小于蒲氏风级四级的平静深水水域条件下担保试航速度约12.5海里/小时。2.1.6.2本船在设计吃水（T=6.8m）满载状态, 主机达到最大持续功率(MCR) 并考虑了10%的海上功率裕度, 船壳清洁无污的情况下，风力小于蒲氏风级四级的平静深水水域条件下担保试航速度约12.7海里/小时。2.1.6.3 续航力本船燃油舱的装载量为98%燃料油, 服务航速11.5海里/小时时的续航力约为4000海里。2.1.6.4主机油耗主机油耗 (参考ISO3046/1) 是(无主机带动任何泵)100% MCR 194g/kw hr参考柴油机油耗

16、(ISO3046/1)气压 1bar吸入口温度 25冷却器后进油口气温 根据主机制造厂家标准进油口制冷剂温度 252.1.7首侧推为了改善船舶的操纵性,在首部安装1个首侧推。首侧推 1个功率 200kw电动机驱动型号 等螺距 (F.P.P.) 4叶2.1.8船员定额 等级 甲板部 轮机部 其它 总计船长级 1船长 1轮机长 2高级船员 1大付 1大管轮 1引水员或船东 1 二付 1二管轮 5普通船员 6 3 1大厨 10备员总计 9 6 2 172.1.9船东自备设备下列设备由船东自费提供, 由船厂安置到船上或由船东直接安置。(1)超出规范要求的所有航海仪器(2)规范未要求的所有软管(3)超出

17、船级社要求用于系泊和/或仓库装卸的钢缆,缆绳和大索(4)超出本说明书所规定的甲板机械和舱室存储品(5)所有床上用品(毯子,被褥,床罩等)(6)所有抹布餐巾(餐巾桌布等)(7)所有大厨和事务员的所有用具(陶器,银器具,陶制品,玻璃杯,锅,盘等)(8)所有蜡烛(肥皂,灯油等)(9)所有海图,航海日志和旗帜(10)所有易耗储藏品(11)所有药品和医疗设备(12)所有除了本说明书所规定的气动工具和软管(13)电动磨咖啡机,电动切菜机,绞果汁机,厨房用的小型电开水壶和称以及电动干燥机的转换开关,电动烫衣机。(14)所有除了在此规范和规则规定的,和/或本说明书所规定以外的备件工具及法兰。(15)所有船用易

18、耗品(16)打字机和其它办公设备(17)所有电视机,无线电设备,立体声设备和磁带录像机等2.1.10材料和标准2.1.10.1除了船东自备的以外，全部材料,机械设备,备件,成套设备应是日本和/或中国制造。2.1.10.2除了那些进口的或根据国外引进许可证标准制造的以外, 全部材料，机械,设备,备件,成套设备应按照ISO或CB和/或GB标准。 CB - 中国船舶工业标准。 GB - 中国国家标准。2.1.11备件和属具2.1.11.1根据说明书中规范的要求及制造厂商的标准,应提供备件,工具和零部件。2.1.11.2应为这些备件,工具和零部件应提供适当的保护以免生锈和机械损伤, 造船厂不仅应在船上

19、用大量牢固的箱子,格架或架子来足以储存它们,必要时应安置基座。2.1.12船体结构2.1.12.1概述（1）本船按结构吃水(7.00m)而设计,为钢质全电焊船舶,按照我国船级社的要求,船体结构应是双壳,双底。（2）本船船体结构工程的建造应按照由我国船级社认可的造船厂的标准来实施（3）全部船体结构分段的焊接可采用手工焊.重力焊.电弧焊或自动焊。全部液舱.潮湿区域和外部区域要求连续焊。液货舱应采用深熔焊。（4）由手工切割钢构件在安装前适当的打磨，所有由于焊接而引起的挠曲在油漆涂装前必须消除。2.1.12.2主船体（1）本根据船级社规范的要求本船为双壳、双底结构。（2）本船有6对液货舱，1对污油舱，

20、双底中有6对压载水舱。（3）由2套独立的货油管系把液货舱分为2类，1类约为2000m3其它约为6000m3 。液货操作系统能同时执行对2类液货的装卸，液货舱后设置1个货泵房。为了卸油在货泵房设置2套液货泵和1套扫舱泵。在2类液货装，卸和清扫操作过程中，应提供2个阀来隔离。（4）纵向和横向舱壁为油密波型板,把液货区域分为12个液货舱和2个污油舱。（5）在液货舱区域双底中有6对压载水舱,(左和右)首压载舱, 首尖舱和尾尖舱均作为压载水舱。 (6)机舱前设置1对深燃油舱，该深燃油舱和货泵房把机舱与液货舱隔开。2.1.13上层建筑和甲板室2.1.13.1首楼甲板和尾楼甲板为横骨架式,设有强横梁,纵桁和

21、支柱, 甲板室围壁设有扶强材。2.1.13.2居住舱室前端围壁及全部其它围壁均为设有扶强材的平板，扶强材均设在内部。2.1.13.3 居住舱室和舵机舱的外围壁应作绝缘保护,假如在上层建筑的外部有淡水或海水管,这些管系也应作绝缘保护。2.2 船厂条件概述武船总占地面积240多万平方米，在阳罗经济开发区、庙山开发区等武汉4个区域设有分公司，在青岛海西湾设有大型造船基地。武船始终按照中船重工集团公司创建中国最强最大，国际一流船舶集团的发展要求，以科技为支撑，不断创新超越，走品牌化、高端化、国际化发展之路，在高技术船舶、大型水利工程、航天设施、大型现代化、重型装备和多种成套设备领域实现了规模化发展，形

22、成了军品、民船、非船舶产品三大主业协调发展的经营格局，主导产品在国内同行业内处于领先地位，并走向国际市场。早在上世纪80年代，武船就开始建造服务于海上石油钻井平台的高端出口船舶。20多年来，武船在国际先进船型研究，先进制造技术、先进工艺研究与应用，国际各大船级社船舶入级标准和各类新规范上，建立起国际化的高端特种船舶研发与营销体系。武船建造的海洋工程船、小水线面双体船、穿浪船、挖泥船、科学考察船、海事船、深潜救生艇、水下探测打捞深潜器、浅海管线电缆维修装置、高速快艇等一系列高技术含量、高附加值船舶或装置，在国内处于领先地位或达到了国际先进水平，海洋工程船出口到希腊、挪威等西欧国家。在坚定总部发展

23、高技术含量、高附加值船舶的同时，武船突破地区限制，输出管理与技术，沿江发展中型船舶，成功建造了12400吨散货轮，实现了武船建造万吨轮的突破，并开始批量建造其它船型。武船建造了举世瞩目的长江三峡大型人字门、检修门及地下电站设施，参加建设了葛洲坝、清江、水口电站等大型水工设施。桥梁建设桥梁遍布国内各大水系，东起杭州湾跨海大桥，西至拉萨柳梧大桥，南抵广西南宁大桥，北达天津慈海桥、青岛海湾大桥，共建造各式钢结构桥梁60余座，并进入东南亚市场。武船制造的成套设备涉足起重机械、冶金设备、压力容器、舞台设备、风电、大型装备配套设施等众多领域，与国际知名的阿尔斯通、通用电气、西门子、美卓等跨国集团合作，提供

24、专用配套设备；非标铸造件生产获得ABS、BV、DNV、LR等八大船级社认可，大抓力锚取得自主知识产权，产品畅销欧美、东南亚等10多个国家和地区。武船制造的2008北京奥运会开闭幕式画轴、九环地球、五洲乐台、记忆塔等设备，世界瞩目。武船正在青岛海西湾建设海洋石油平台和大型船舶建造基地。建造FPSO、半潜式平台等海洋工程装备和大型民船，参与国际竞争。武船始终注重以科技和创新引领发展，是国家船舶工业创新能力十强企业，拥有国家级的企业技术中心，拥有舰船设计所、舰船设计开发研究所、特种材料应用技术研究所、信息集成公司等多个研究机构，具有独立设计、联合设计、重大工艺技术攻关、核心工艺技术创新与应用的业绩和

25、能力。武船拥有自主知识产权的企业信息空间工程和计算机全三维生产设计体系，在船舶行业内率先实现了设计、制造和管理信息化，在主导产品领域建立了一系列技术标准和工艺规范，始终处于行业主导地位；中国船舶工业武汉综合计量站和中国船舶工业武汉材料与结构试验检测中心，是武船重要的技术资源。武船建立了国际通行的质量管理体系、职业健康安全管理体系、环境管理体系；具有一二三类压力容器设计制造、桥式起重机制造、钢结构和水工金属结构制造安装一级专业承包等资质50多件，是国内船舶工业企业中拥有高等级专业承包资质最多的综合性企业。2.3船厂条件分析武昌造船厂是位于长江边上的大型船厂，拥有大型的起吊设备，能够满足我们分段的

26、整体吊运，所以分段可以最大化的进行预舾装。反造的形式可以较少的要求吊车的运用，减少了生产的劳动强度，整个生产过程更简单。武船的先进技术为建造的质量提供了重要的保障。机械剪切工件的过程是将材料放在剪刃之间，由为例带动两刃做相对运动，从而对材料施加一定的剪力，当剪力超过材料的强度极限时，材料就发生形变，最终沿刃口断裂分离。船厂拥有大型液压剪板机，适应性强，加工经济、损耗小，加工速度快、成本低，加工时有扭转、弯曲变形，剪切曲线时效率低噪声大劳动强度大。焊接坡口的机械加工用油刨边机和铣边机。由刀的主切削运动形成刀具的直线运动轨迹，再由其走刀运动将上述直线轨迹加以移动，即形成加工平面。通常由于端铣生产效

27、率较高，所以铣边机多采用端铣刀加工。焊接坡口的气割，常用的有手工气割、半自动气割机、门式自动气割机、数字程序控制自动切割机。船厂条件允许门式自动气割机。应用高精度门式自动气割机切割直边构件，不仅加工精度高、切割速度快，而且还能将边缘和开坡口合并成一次完成，以代替原来刨边机的全部工作内容，省去原来冷剪切和半自动气割中拼板零件的二次加工，缩短船体构件的加工周期，节省大量的劳动工时。数控切割机的图形几何语言编制构件程序，经通用电子计算机和编码而得到数控切割机的切割程序，然后制成磁盘作为控制信息输入到控制装置中去，以控制切割装置进行切割的一种自动切割设备。切割曲线具有精度高等特点。船体板材的冷弯加工有

28、辊弯机、液压机。液压机不仅可以压弯各种不同曲形的船体构件，而且还可以进行钢板的折边、压角、预弯与矫平等工作。它是船体加工车间的主要设备，实现辅助作业机械化，以改善劳动条件，提高劳动生产效率。对于一些板材的加工还可采用水火弯板法进行加工。焊接方法上有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊。埋弧焊是电弧在焊机层下燃烧进行焊接的方法。埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。它与焊条电弧焊相比虽然灵活性差些，但具有焊接质量好，焊接效率高，焊接成本较低，劳动条件好等优点。二氧化碳气体保护电弧焊主要是因为二氧化碳焊比其他电弧焊方法有更大的适应性，更高的效率，更好的经济性以及更容易获得优质的焊接接头

29、。第三章 分段建造施工要领书3.1建造方式船体建造方式是根据产品的要求和特点，结合船厂的生产能力建造出优质船舶的最佳方案。因此，船体建造方式是船厂进行生产设计和工艺准备，制定生产计划和指导生产过程的主要依据。一般应满足一下要求：1）从船厂的实际生产条件出发，充分利用现有设备，并进行船体结构预装配焊接场地的布置，包括平台和胎架的数量、胎架的结构形式、胎架场地的合理布置及分段的堆放场地等。2）能保证船厂建造此种船舶的年度计划的完成，应进行船舶建造总顺序及进度安排，确定船舶建造总周期，船台周期及船舶下水前的完工量。3）确定船体建造方式，能满足船舶结构及工艺上的合理性要求。4）能获得最好的技术经济指标

30、，其中包括提高质量、降低成本、降低材料消耗、缩短造船周期、提高生产效率等。5）有利于合理组织劳动力和均衡生产节拍，有利于扩大几机械化、自动化生产，改善施工条件，减轻劳动强度。6）解决因产品特点及船厂条件所带来的施工难题。对于不同的产品，建造方案的内容范围也不相同，本分段采用反造的建造方式。双层底分段内底板平整，为了减少制作胎架的工序，选择用型钢平台作为装配基础，也方便施工；便于自动焊的实施提高了焊接的效率；内底板作为基准面的建造方式可以减少分段翻身次数，所以选择采用反造的建造方式。反造的建造方式是以内底板作为基准面，在型钢品台或墩木上进行装焊的，它是利用肋板、龙骨等纵横骨架来保证地步型线的，其

31、正确性比正造差些，但可以省去胎架，大多用于双层底结构或单船生产。3.2胎架形式在制造时，除了装配操作时需要使用的工具和设备外，还必须配置便于进行画线、装配定位、焊接和检验的专用工艺装备，才能顺利地进行装配工作并保证装配质量。这些工艺装备，根据其工作面的不同，可分为平台和胎架两大类。平台是一个大而平坦的工作台。一般由型钢和钢板组成，并固定在专门的水泥基础上。它主要用于装配焊接船体部件、平面分段和带有平面基面的立体分段等的一种工作台，也可以作为设置胎架的基础。用于船体装配的平台通常有型钢平台、钢板平台、水泥平台等6种。1.钢板平台即实心平台。它是水泥墩上铺设2224号槽钢，并在槽钢上铺设厚度在10

32、mm以上的钢板而成的，平台高度约300mm。对于用来建造小型船舶的钢板平台，其结构重量允许适当减轻一些。这种平台一般用于绘制全宽肋骨型线图，共装配肋骨框架用，也可用作基座等船体部件和平面分段进行装配时的工作台。2.型钢平台即空心平台。它的制造要求与钢板平台相同。它也可以作为胎架的基础，也可用作平面分段装配时的工作台。若在其上安装许多固定式滚轮，则成为一种结构简单的固定滚轮式传送平台。它是平面分段装配流水线中的大型传送装置，也可兼做平面分段装配的工作台用。平台高度一般与型钢平台相同，但在平面分段流水线的某些部位和首尾立体分段倒装时，需要在平台下面工作，则这部分平台高度应不小于800mm。3.水泥

33、平台它是用钢筋混凝土浇成的，并在其表面埋入很多T型钢，使T型钢面板表面与水泥台面平齐而构成整个平台表面的，T型钢是作为电焊通路和安装拉桩固定胎架之用的。水泥平台的最大优点是基础牢固不易变形，所以一般用作胎架的基础，但这种平台也有缺点如水泥台面高温后容易爆裂，预埋的T型钢容易锈蚀等。胎架是装配焊接曲面分段和带曲面的立体分段及总段的工作台。它的曲形工作面应与分段和总段外形曲面相符合，其作用是保证分段或总段的型线和尺度，并使分段和总段装配焊接时具有良好的工作条件。为了防止胎架在使用过程中产生变形而影响施工质量，胎架的制作除了应保证其良好工作条件，还应保证有足够的结构刚性。胎架的组成胎架是船体装配工作

34、重要的工艺装备。胎架的组成有：胎板 由横向布置的多跟角钢组成。为了防止胎架在使用过程中产生变形而影响施工质量，必须使其具有足够的刚性。胎架基准面 就是用来确定胎架工作曲面的基准面，由胎板底线组成。基准面形式应使分段和总段装配焊接时具有良好的工作条件。胎架工作曲面 由胎板上缘工作曲线组成，曲形工作面应与分段和总段外形曲面相符合，其作用是保证分段或总段的型线和尺度。纵向连接构件 由纵向牵条、边缘角钢等，其作用是使胎板和胎架成为一个整体。根据建造方法可以确定其胎架的形式。本次设计胎架基面采用平切基面形式；胎架结构形式为支柱式胎架。支柱式胎架由许多根可调节高度的支柱组成。太极爱型线不需要用样板画线，直

35、接按胎架型值定出。支柱由内外两根不同直径的钢管套接而成，在内外钢管上各按不同间距钻有数排销孔，以按胎架型值调节支柱高度后，用销轴插入销孔加以固定。许多个支柱顶点构成的曲面就是胎架的工作曲面。3.3工艺程序目前造船界正在推行“壳舾涂一体化”和“设计、生产、管理一体化”的造船模式，即将船体建造、船舶舾装和船舶涂装的生产作业按模块划分区域，在每一个区域内都要完成“壳舾涂”的生产任务，在壳舾涂一体化过程中，以正确的管理思想主导设计、生产、管理的有机结合。但船体的常规建造工艺程序仍然是： 1.船体放样，就是把设计型线图按1：1的比例绘在放样间的地板上，或运用数学方法编成程序输入电子计算机进行数学放样。

36、2.船体钢板预处理和号料，对船体钢材进行矫正和表面锈斑的清理、预防等预处理工作后，再应用草图、样板、磁盘等放样资料，把放样展开后的各零件图的图形及其加工、装配符号，画到平直的钢板或型钢上去，这个过程成为号料。 3.船体构件加工，号料后的钢板上有各种船体零件，需要进行切割分离，称为船体构件的边缘加工。 4.船体装配，船体装配是把船体构件组合成整个船体的过程。 5.船舶焊接，是运用焊接技术并采用合理的焊接程序，将已装配妥的船体部件、分段、整个船体的各种接缝，按照设计要求连接起来，从而使各种船体构件结合成为一个整体。 6.火工矫正，船体焊接都会产生局部和整体变形。船体部件焊接变形可采用机械矫正，也可

37、采用火工矫正。 7.密性实验，船体上的许多连续焊缝，特别是水下部分的外板、舱壁、舵等的焊缝必须保证水密，船上的油舱和油船的各舱则要保证油密。 8.船舶舾装，主要内容有：各种设备和管系的安装、电气安装、木工作业、绝缘作业、舱室设备安装、房间修饰等。船舶舾装是一项相当复杂的工作，不仅需要各个专业工种的相互配合，而且需要生产上的合理组织与安排，以便最大限度地缩短造船的总周期。 9.船舶涂装，为了防止钢材腐蚀，延长船舶的使用寿命，必须对钢材和船体进行除锈、涂漆处理，这项工程作业成为船舶涂装。 10.船舶下水，船舶虽然是一种水上工程建筑物，但却是在陆地上建造的。当船舶建造完工后，必须把它从建造区移至水中

38、，这个过程成为船舶下水。 11.船舶试验，船舶试验包括系泊试验、倾斜试验和航行试验，分为两个阶段进行。系泊试验是当系泊与码头的船舶的船体工程和动力装置安装基本完工，船厂在取得用船单位和验船部门的同意后，根据设计图纸和试验规程的要求。倾斜试验是对完工船舶重心位置的测定，要求在静水区域进行。航行试验通常成为试航，他是对所建造的船舶作一次综合性的全面考核，是第二阶段的试验。按照船舶的类型，试航规定在海上或江河上进行。 12.交船与验收，当船舶试验结束后，船厂应立即进行消除各种缺陷的返修和拆验工作，并对船舶本体和船上的一切装备按照图纸、说明书和技术文件上的项目，一一向用船单位交验，譬如逐个舱室的移交，

39、备品的清点移交，主辅机、各种设备系统和通信导航仪器的动车移交等。 底部分段的结构及钢板的厚度不同，因此装配方法有正装和倒装两种。正装法式以外底板为基准面，一般在胎架上装焊，因此能够保证底部的正确型线。对于单底结构或壳板较薄的底部分段，特别是成批生产这类结构的产品，多采用正装法，但正装法所用的胎架需耗费较多的辅助钢材和一定的工时，增加了建造成本。倒装法式以内底板为基准面，其正确性比正装法要差些，但省去了胎架，故大多用于双层底结构或单船生产。本双层底分段的基本装配程序为：内底板装配纵横骨架安装外板装配。3.3.1内底板装配将内底板边缘与平台的正确端的边缘对齐，用松紧螺旋扣紧固，再将焊缝进行定位焊。

40、装配后用自动焊进行正面焊缝的焊接。 的拼板前，根据本分段的内底板厚度t=10或12mm,选择自动焊，开坡口形式为AI-1。坡口如图：3.3.2在内底板上画纵横骨架线在内底板的正确端边标出的中心点，连接两点即为分段的中心线，然后画肋骨线。肋骨线画法采用激光经纬仪法。把分段中心线在内底板上画出之后，用样棒或根据草图用钢卷尺在分段中心线上标出每档肋骨点后，过每一肋骨点架好激光经纬仪，校好水平，对准分段中心线，读取水平度盘角度，然后旋转90度，固定水平度盘，发射激光束，转动竖直度盘求得许多激光点，顺点连接即为肋骨线。纵骨架线的画法是在基准肋骨线上画出纵骨架点，将激光经纬仪对准该点，以肋骨线为准旋转90

41、度后固定水平度盘，转动竖直度盘并发射激光束在底板上定出若干点，然后顺点连线即得纵向骨架线。3.3.3纵横骨架的安装纵横骨架的安装采用分离装配法进行安装，一般是将外底纵骨、旁桁材、中桁材等构件分别对准内底板上相应的骨架线，用马板和铁楔将其压紧在底板上，即定位焊固定，并用临时加强材来保持其垂直度。纵向构架装配完成后，再将肋板按照对应肋号插入旁桁材之间，用马板或松紧螺旋扣压紧后定位焊固定。3.3.4矫正构架变形、修正构件底部型线由于双层底分段中间的平直部分构件为平面，容易作矫正。对肋骨构件的变形，采用火焰矫正，具体采用水火弯板工艺。水火弯板工艺是一种热加工工艺，它有两种基本形式，本分段采用氧炔焰对构

42、件进行局部加热，利用钢材热胀冷缩的原理，使工件产生残余塑性变形来达到弯曲成形的目的。用水跟踪冷却的目的在与加大这种变形，增加其效果。采用水火弯板工艺分别对每个肋位的构件底部进行矫正，使其整体的型线保持光顺。3.3.5外板装配在构架变形、构件底部型线均修正好之后，从K行板开始，依次将平直部分和曲形部分的外底板吊上平台，并将接缝边的铁锈用砂轮清除干净。当K行板吊上平台之后，应使其中心线对准分段的中心线，其纵向位置以K板伸出端部的长度来确定。当K行板位置确定之后，用定位焊将它与船底骨架、内底板点焊定位。曲形外底板的装配可按次序一列列循序进行。外底板定位焊后，用碳弧气刨在船底板外缝去吹槽，然后用手工焊

43、接外缝。外底板铺装时分段装焊过程中的最后吊装的一个大型构件，其装焊质量对保证船台装焊精度同样具有重要意义。在吊装地板时精度控制的主要内容是：底板中心线对准分段中心线；底板端缝线或外缘肋骨线对准相应端缝线或肋骨线，其中若计及分段变形的系统误差，还应加放计算或预估的补偿量。3.3.6分段舾装 将预先经过模型放样并加工结束的双层底分段内，安装妥其内的管系及附件等，至于安装在外底板上的舾装件，待外板装焊后整个分段矫正完毕后再进行。分段翻身将纵中心线、基准肋骨线等定位线，复画到双层底分段外表面上，且作好标记，供船台装配时定位用；然后安装吊环，并割胎，即底板与平台的马板。骨架与外底板的角接缝可待翻身后进行

44、焊接，这样可使接缝处于俯焊位置。但吊环处的骨架与底板间的焊缝必须在分段吊离平台前实施焊接，且焊接长度应超过吊环接缝长度的一倍以上，以保证分段吊运安全。质量保证质量保证不仅是为了提高质量的产品，在生产过程中质量同时要保证安全。纵横骨架分离装配是为了提高自动焊的百分率。内底板的外表面接缝可待翻身后焊接，提高了自动焊的施工，保证了焊接的质量，同样的理由，内外底板的对接接缝也采用的是自动焊。分段翻身时的吊环数量、位置要在进行分段重量重心的计算后，保证在起吊的能力范围之内，保证分段的吊运平衡和安全。还要考虑设置临时加强，防止分段在吊运过程中变形。第四章 船体分段装配焊接工艺4.1焊接的原则对于双层底分段

45、的基本原则： (1)船体外板的对接焊缝，如错开板缝时，先焊横向焊缝后焊纵向焊缝；如平列板缝时，则先焊纵向焊缝，后焊横向焊缝。(2)构件中同时存在对接缝合角接缝时，先焊对接后焊角接缝。(3)立体分段建造时，应从结构的中央向左右和前后逐格对称地进行焊接。(4)具有对称中心线的构件，由双数焊工对称地焊接。(5)手工焊时，凡超过500mm的长焊缝，应采用分段焊接法或分中分段退焊法进行焊接。(6)分段的外板纵向接缝以及纵向构件与外板的角接缝，其两端应留出200300mm不焊，以利于船台装配的焊接。4.2分段装配焊接工艺程序D4双层底分段的反造法焊接工艺如下： 在支柱式胎架上铺设内地板进行拼版。根据内地板

46、的厚度开坡口，然后装配对接焊缝，并用定位焊焊缝定位。装配后，用埋弧自动焊进行正面焊缝的焊接。焊接程序图如：内地板拼焊完成后，装配中桁材、旁桁材和纵骨。定位焊后，采用自动角焊进行纵向构件与内地板的平角焊缝的焊接。焊接程序的程序图如： 在内底板上装配肋板。定位焊后，手工焊接肋板与中桁材、旁桁材的角接立焊缝。然后焊接肋板与纵骨的角焊缝。其焊接程序如图： 肋板与内底板的角焊缝的焊接程序图如： 装配船底外板，定位焊后，用碳弧气刨在船底外板外缝吹槽，然后手工焊接外缝。较平直的外缝如k行板等可以采用埋弧自动焊，以提高焊接生产效率。船底外板缝手工焊的焊接程序图如：为了总装方便，只焊船底板与内地板的内侧角缝，它

47、们的外侧角缝暂且不焊，待总段总装时再焊接。将双层底分段翻身后进行外板内缝封底焊和内地板的外表面焊缝然后焊接船底外板与肋板、中桁材、旁桁材、纵骨的角焊缝。焊接程序图如：4.3焊接变形的控制焊接变形是焊接工艺的固有特点，分段在装焊过程中，不可避免地产生纵横向的翘曲及收缩变形。这些变形不仅影响船体外形的美观，也影响船体的性能和强度。从工艺的角度看，分段的变形将给船体总装工作带来很大的困难，因此采取一定的措施，控制和减少分段变形，减轻火工矫正工作量和保持分段完工尺度的正确性就显得非常的重要了。分段变形的预防采取的措施如下：反变形法;甲板分段在装配焊接后脱离胎架时，总有一定的变形。一般来说，在施工工艺条

48、件相同情况下是有一定的规律的。因此。因此可以在胎架制造过程中，事先根据分段变形的趋势，将胎架模板放出一定数值方向相反大小相等的反变形量，用以补偿由于焊接所引起的变形数值。刚性固定法：当分段胎架型线复杂，不适于采用反变形的或者由于其他情况而无法采用时，可采取临时增强分段刚性的方法，即将分段四周和中部用马板与胎架固定，以此来强制减少分段的焊接变形。对易于变形的结构部位，还可以采用临时加强装置，如制造底部分段时加装压排，双底端部加装假肋板等，都能起到临时加强刚性的作用。改进装焊工艺：广泛采用分离装配法扩大了自动焊与半自动焊的适用范围，可以同时达到提高焊缝强度及减少变形的目的。对5mm以下的薄板结构可

49、采用半自动点焊、二氧化碳气体保护焊等工艺进行角接缝的焊接工作。 制定并严格遵守工艺规程：采用合理的焊接程序能使焊接热量分布均匀，减少分段的变形.一般多采用从分段中间向前后左右同时施焊的方法，并且对长焊缝采取逐步退焊，跳跃焊的焊法。必须指出，还应合理安排装配与焊接阶段的交替程序，分段结构应装配到具有足够的刚性后才开始施焊，对于容易产生变形的分段结构，这一点尤为重要。例如，甲板分段的不正确的焊接程序会导致热量的集中，容易造成变形。 掌握正确的焊接规范：焊接规范与焊接变形有很大的关系。所谓的焊接规范，在手工电弧焊中主要是指焊接的电流强度，焊条直径与牌号，焊波层数，电弧电压，电流种类，焊接速度，直流电

50、焊中的极性等方面的选择。一般来说，焊条直径小，采用焊接电流也小，即输入分段热流也较小。而焊件输入热量不仅取决于焊接规范，也取决于焊件的焊缝规格。必须指出，在焊接过程中应使用焊缝规格符合设计要求。不适当，过大的焊角，不仅浪费了焊条，又增加了焊接的热量，扩大了热影响区域，加大了焊接的变形。例如甲板横梁与甲板纵桁角焊缝设计要求高度为4mm，实际却焊了7mm，其焊缝截面积要比原来大三倍。正确的装配间隙与坡口角度：装配间隙与焊缝坡口角度是影响焊接变形的主要因素。因为直接影响到金属熔敷量和焊接热量，从而决定分段的变形量。正确掌握他们，对减少分段变形有着极其重要的作用。4.4分段制作过程中的注意事项4.4.

51、1尺寸精度控制 由于船体建造阶段分为：放样、号料、加工、部件装配、分段装配和船台（船坞）装配，因此以以下四个阶段来进行精度控制。4.4.2放样、号料和加工的尺寸精度控制4.4.2.1外板板缝的排列分段纵缝应尽量排成水平的直线，并尽量避免型线曲率剧烈变化的部位，这一方面有利于板的加工成形，另一方面更重要的是有利于分段大接头的预修整画线及切割精度的控制。自动焊一般较手工焊的变形小且焊接质量较高；分段装配过程中碳弧气刨和水工矫正也将是引起一定的变形，在排板的过程中若考虑这些因素，对控制分段的变形也有好处。如将厚薄板相接的部位划分在一个分段内（当板厚差大于3mm时），厚板过渡部位虽用碳弧气刨削斜有一些

52、变形，尚可在分段预修整时引入一定的补偿。变形更小的安排是将厚薄板相接处的板缝拉直，在内场进行厚板过渡处削斜的机加工。这样的厚薄不论是安排在一个分段内还是分段边缘，由于避免了碳弧气刨等，其变形将相应要小一些。若将有一定曲率的厚薄板的接缝安排为分段边缝，后按的削斜则必须采用碳弧气刨，这样势必引起较大的变形。另外，排板时将某些微弯的分段边缝拉直，在分段对接时采用自动焊可避免碳弧气刨（手工焊须碳刨开槽），形成双重有利条件，分段的变形将进一步减少而有利于尺寸精度控制。4.4.2.2放样和号料用测地线展开法求舭列板端接缝线，是采用以端接缝上下端点和中法线上的交点画圆弧的方法而确定。当中法线处于板材中间位置

53、时，展开板中间冲势误差较大。而由板中间向其首尾过渡，其冲势误差将逐档肋位增大，这是因为此误差有逐步积累的结果。过大的误差会影响外板间的吻合，这个问题对于菱形板更大一些。须经火工加工的板材，若按正常加工方法展开和号料，经火工加工后尺寸定会收缩而小于放样尺寸。因此，对于火工外板的展开，除了按原来的尺寸给定补偿量外还需要根据舭列板的纵横向曲度、扭曲度以及板厚等因素，在不同位置给予不同量的火工补偿量。号料用的板材须平直并处于自由状态，这有利于减少号料误差。两个工件共边缘且需要切割者号料时，应给予号料切割补偿，补偿量与板材厚度及割嘴大小有关。另外对于需要检查几何精度的边缘割缝，号料时应同时画一根与边缘平行的检查线。4.4.2.3气割船体构件边缘加工的主要法是气割，刨边和机械剪切，加工的主要内容是边缘成形和焊接坡口加工。成本方面却优于刨边机，因