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1、第五章第五章 船体建造精度控制船体建造精度控制 船体建造经过放样、号料、加工、装配和焊接等船体建造经过放样、号料、加工、装配和焊接等一系列工序一系列工序船体结构体积和重量大，构件数量、形状和尺寸船体结构体积和重量大，构件数量、形状和尺寸规格多，加工工序和工艺复杂，手工作业量大规格多，加工工序和工艺复杂，手工作业量大在整个施工过程中，船体零件、部件、分段、总在整个施工过程中，船体零件、部件、分段、总段和整体主尺度等不可避免地会发生尺寸偏差段和整体主尺度等不可避免地会发生尺寸偏差这种尺寸偏差产生的相关因素太多，要精确求取这种尺寸偏差产生的相关因素太多，要精确求取造船尺寸偏差的余量补偿值是相当困难的
2、造船尺寸偏差的余量补偿值是相当困难的在船体建造中，一般都留有大于余量补偿值的造在船体建造中，一般都留有大于余量补偿值的造船工艺余量船工艺余量2023/5/17船舶建造工艺工艺余量工艺余量这些多余的余量势必造成对尺寸的预修整这些多余的余量势必造成对尺寸的预修整(在零、在零、部件组装前修整准确后在进行组装部件组装前修整准确后在进行组装)或现场修整或现场修整量增大量增大修整工作包括重新测量、画线、切割、装配和矫修整工作包括重新测量、画线、切割、装配和矫正等，几乎都是手工作业，据统计，它所消耗的正等，几乎都是手工作业，据统计，它所消耗的工时约占船体建造总工时的工时约占船体建造总工时的1/41/4各国注
3、重修整工作的减少和消除，在大量测量数各国注重修整工作的减少和消除，在大量测量数据基础上，运用数理统计方法研究、制订、修改据基础上，运用数理统计方法研究、制订、修改和完善船体建造公差标准和完善船体建造公差标准利用公差标准来控制精度，利用加放工艺余量来利用公差标准来控制精度，利用加放工艺余量来补偿施工变形补偿施工变形-无余量造船方法无余量造船方法 2023/5/17船舶建造工艺船体建造有别于机械制造的施船体建造有别于机械制造的施工特点工特点(1)(1)(1)(1)船船体体建建造造周周期期长长、工工序序多多，建建造造过过程程中中的的累累积误积误差大差大(2)(2)由由于于工工件件大大，其其形形状状尺
4、尺寸寸所所允允许许的的误误差差绝绝对对值值虽虽然然比比机机械械制制造造中中工工件件的的大大，但但其其相相对值对值却很小却很小(3)(3)船船体体建建造造过过程程中中的的变变形形情情况况要要比比机机械械制制造造复复杂杂，要要掌掌握握由由于于切切割割、冷冷热热加加工工、焊焊接接、矫矫形形、以以及及吊吊运运等等所所引引起起的的弹弹塑塑性性与与热热塑塑性性变变形的形的规规律律较较困困难难2023/5/17船舶建造工艺船体建造有别于机械制造的施船体建造有别于机械制造的施工特点工特点(2)(2)(4)(4)工工件件在在制制造造工工程程中中的的手手工工作作业业量量要要比比机机械械制制造造大大得得多多，且且有
5、有相相当当一一部部分分工工件件是是在在高高空空室室外外相相互互交交叉叉、冷冷热热加加工工相相互互交交叉叉、各各种种工工序序相相互互交交叉叉的的施施工工环环境境中中进进行行，工工件件完工后的误差难以控制完工后的误差难以控制以上施工特点充分表明，在船体建造中使以上施工特点充分表明，在船体建造中使工件的几何尺寸、形状和位置都工件的几何尺寸、形状和位置都处于可控处于可控状态具有高度的复杂性状态具有高度的复杂性2023/5/17船舶建造工艺一、涉及的名词术语一、涉及的名词术语基本尺寸：基本尺寸：设计给设计给定的尺寸定的尺寸 对对机械制造，就是机械制造，就是设计图纸设计图纸上上标标明的公称尺寸明的公称尺寸
6、 对对船体建造，是指船体建造，是指经经船体型船体型线线放放样样后在工作后在工作图图(施工施工图图)上上给给定的尺寸定的尺寸 数学放数学放样样使船体建造的基本尺寸的确定更使船体建造的基本尺寸的确定更为为准确准确基本尺寸是描绘船体工件几何形态的一种基本尺寸是描绘船体工件几何形态的一种量值，由尺寸、形状和位置三部分组成，量值，由尺寸、形状和位置三部分组成，但最终以长度尺寸表示但最终以长度尺寸表示2023/5/17船舶建造工艺涉及的名词术语涉及的名词术语(2)(2)实际尺寸：实际尺寸：工件完工后，通过检测得到的工件完工后，通过检测得到的尺寸尺寸 由于存在检测误差，所以实际尺寸并非反由于存在检测误差，所
7、以实际尺寸并非反映尺寸的真值映尺寸的真值尺寸偏差：尺寸偏差：工件完工的实际尺寸与其基本工件完工的实际尺寸与其基本尺寸的代数差尺寸的代数差 船体建造中常见的偏差船体建造中常见的偏差(误差误差)有随机性误有随机性误差、系统误差和粗大性误差差、系统误差和粗大性误差 2023/5/17船舶建造工艺随机性误差随机性误差随机性误差随机性误差(也称偶然性偏差也称偶然性偏差)，指在同条，指在同条件下随机测量一批同类型工件中出现的偏件下随机测量一批同类型工件中出现的偏差差这种误差是各种生产因素的综合结果这种误差是各种生产因素的综合结果具有一定的数值范围并集中分布于某个误具有一定的数值范围并集中分布于某个误差分布
8、中心附近，且服从概率统计规律差分布中心附近，且服从概率统计规律可以作为控制尺寸的依据可以作为控制尺寸的依据2023/5/17船舶建造工艺系统误差系统误差系统误差系统误差(也称规律性偏差也称规律性偏差)，指在同一施工条，指在同一施工条件下，工件在制造时尺寸发生有规律的偏差件下，工件在制造时尺寸发生有规律的偏差 在工艺过程中标准化的情况下，焊接一批同样在工艺过程中标准化的情况下，焊接一批同样分段所产生的焊接变形，对于每个分段而言基分段所产生的焊接变形，对于每个分段而言基本上是固定的本上是固定的 在用气割机切割一批同样的板件时，对于每块在用气割机切割一批同样的板件时，对于每块板件来说其热变形也是固定
9、不变的板件来说其热变形也是固定不变的 冷加工机床、测量仪器及工具的系统误差冷加工机床、测量仪器及工具的系统误差(实际实际上都是固定的上都是固定的)等等等等这种偏差的发生规律可以用理论计算和实验确这种偏差的发生规律可以用理论计算和实验确定，并用补偿措施加以消除定，并用补偿措施加以消除 2023/5/17船舶建造工艺涉及的名词术语涉及的名词术语(3)(3)尺寸精度：尺寸精度：船体建造中主要是指尺寸的准确度，船体建造中主要是指尺寸的准确度，另外还表达船体工件在各个工艺阶段有效配合的另外还表达船体工件在各个工艺阶段有效配合的程度程度 精度的高低取决于施工方法；工艺过程的机械精度的高低取决于施工方法；工
10、艺过程的机械化和自动化的程度；工装、设备的类型与质量；化和自动化的程度；工装、设备的类型与质量；技术和管理水平，以及检测工具与测量方法等技术和管理水平，以及检测工具与测量方法等尺寸公差：尺寸公差：工件尺寸允许的变动量工件尺寸允许的变动量 作为船体建造公差，既要满足船舶设计的性能作为船体建造公差，既要满足船舶设计的性能要求，又要满足建造过程中工件组装式的有效配要求，又要满足建造过程中工件组装式的有效配合，并用以控制船体建造各道工序的质量合，并用以控制船体建造各道工序的质量2023/5/17船舶建造工艺涉及的名词术语涉及的名词术语(4)(4)余量：余量：相相对对工件基本尺寸多加放的量工件基本尺寸多
11、加放的量值值该值该值使后使后续续工序所工序所积积累的尺寸偏差，以及累的尺寸偏差，以及冷冷热热加工所加工所产产生的生的弹弹塑性塑性变变形与形与热热塑性塑性变变形的伸形的伸长长、收、收缩缩作部分抵作部分抵偿偿，其余部分在，其余部分在船体建造的某一船体建造的某一阶阶段在公差范段在公差范围围内必要的内必要的切除切除余量是在未认识尺寸偏差规律的情况下，余量是在未认识尺寸偏差规律的情况下，为控制尺寸精度的一种方式为控制尺寸精度的一种方式分加工、焊接收缩和装配三种余量分加工、焊接收缩和装配三种余量 2023/5/17船舶建造工艺涉及的名词术语涉及的名词术语(5)(5)补偿补偿量：量：相相对对工件基本尺寸多加
12、放的量工件基本尺寸多加放的量值值该值该值供后供后续续工序累工序累积积的尺寸偏差，加工的尺寸偏差，加工产产生的生的弹弹塑性塑性变变型和型和热热塑性塑性变变形作抵形作抵偿偿，无需切除就可控，无需切除就可控制工件尺寸在制工件尺寸在规规定的公差范定的公差范围围内内补偿补偿量是在可量是在可认识认识的的规规律性偏差基律性偏差基础础上制定的，上制定的，可可细细分分为为加工、分段装配、船台装配，以及加工、分段装配、船台装配，以及焊焊接接变变型等型等补偿补偿分分别别确定确定补偿补偿量的量量的量值值，需，需进进行大量行大量检测检测，国内，国内对补偿对补偿量不量不细细分，以系分，以系统补偿统补偿作作为为船体建造各工
13、船体建造各工艺阶艺阶段段应应加放加放补偿补偿量的量的综综合量合量-系系统误统误差差相对基本尺寸而言，补偿量也是余量相对基本尺寸而言，补偿量也是余量2023/5/17船舶建造工艺涉及的名词术语涉及的名词术语(6)(6)修整量：修整量：完成修整作业的工作量完成修整作业的工作量修整作业是指在船体建造过程中，工件的修整作业是指在船体建造过程中，工件的实际尺寸不满足公差实际尺寸不满足公差(包括装配公差包括装配公差)要求，要求，所进行的划线、切割、焊补、几何形状的所进行的划线、切割、焊补、几何形状的矫正和二次定位等工作矫正和二次定位等工作修整作业可分为现场修整和预修整两类修整作业可分为现场修整和预修整两类
14、 船体建造精度控制的船体建造精度控制的理论基础理论基础是数理统计是数理统计和尺寸链理论；和尺寸链理论；技术核心技术核心是尺寸补偿量的是尺寸补偿量的加放，加放，以补偿量取代余量以补偿量取代余量 2023/5/17船舶建造工艺船体建造精度控制的内容船体建造精度控制的内容以船体建造精度标准为基本准则，通过科以船体建造精度标准为基本准则，通过科学的管理方法与先进的工艺技术手段，学的管理方法与先进的工艺技术手段，对对船体建造进行全过程的尺寸精度分析与控船体建造进行全过程的尺寸精度分析与控制，制，以求最大限度地减少现场修整工作量，以求最大限度地减少现场修整工作量，提高工作效率，降低成本，保证质量提高工作效
15、率，降低成本，保证质量精度管理的实施，精度管理的实施，在生产技术上是为了减在生产技术上是为了减小装配工序的现场修正，缩短建造周期，小装配工序的现场修正，缩短建造周期，提高造船生产效率；提高造船生产效率；在质量上则是通过提在质量上则是通过提高精度使生产稳定，以确保造船质量高精度使生产稳定，以确保造船质量2023/5/17船舶建造工艺三个发展阶段三个发展阶段从工从工艺艺技技术术方面，船体建造精度控制方面，船体建造精度控制经历经历了三个了三个发发展展阶阶段段(1)(1)分段上船台前分段上船台前进进行修正以适行修正以适应应船台装配船台装配的尺寸精度要求的尺寸精度要求(即分段无余量上船台装配即分段无余量
16、上船台装配)(2)(2)平直分段平直分段进进行建造全行建造全过过程尺寸精度控制程尺寸精度控制与曲面分段与曲面分段进进行行预预修正后上船台相修正后上船台相结结合合(3)(3)对对全船所有分段全船所有分段进进行建造全行建造全过过程的尺寸程的尺寸精度控制精度控制2023/5/17船舶建造工艺二、二、船体构件的余量船体构件的余量船体建造余量可分为总段余量、分段余量、船体建造余量可分为总段余量、分段余量、部件余量、零件余量和其他余量等部件余量、零件余量和其他余量等总段余量：总段余量：用以保证总段组成船体后的主用以保证总段组成船体后的主尺度。尺度。具体数值可根据船体主尺度公差、船台装具体数值可根据船体主尺度公差、船台装配反变形值，以及焊接和火工矫正收缩量配反变形值，以及焊接和火工矫正收缩量而定而定 一般在总段对接处放一般在总段对接处放5050mmmm左右余量左右余量2023/5/17船舶建造工艺船体构件的余量船体构件的余量分段余量：分段余量：用来保证分段合成总段或总船用来保证分段合成总段或总船体后的尺度体后的尺度 其数值按分段和总段制造公差。总数反变其数值按分段和总段制造公差。总数反变形值，以及焊
