精度控制課件

第五章船體建造精度控制

船體建造經(jīng)過放樣、號料、加工、裝配和焊接等一系列工序船體結(jié)構(gòu)體積和重量大，構(gòu)件數(shù)量、形狀和尺寸規(guī)格多，加工工序和工藝復(fù)雜，手工作業(yè)量大在整個施工過程中，船體零件、部件、分段、總段和整體主尺度等不可避免地會發(fā)生尺寸偏差這種尺寸偏差產(chǎn)生的相關(guān)因素太多，要精確求取造船尺寸偏差的余量補償值是相當(dāng)困難的在船體建造中，一般都留有大于余量補償值的造船工藝余量工藝余量這些多余的余量勢必造成對尺寸的預(yù)修整(在零、部件組裝前修整準(zhǔn)確后在進(jìn)行組裝)或現(xiàn)場修整量增大修整工作包括重新測量、畫線、切割、裝配和矯正等，幾乎都是手工作業(yè)，據(jù)統(tǒng)計，它所消耗的工時約占船體建造總工時的1/4各國注重修整工作的減少和消除，在大量測量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，運用數(shù)理統(tǒng)計方法研究、制訂、修改和完善船體建造公差標(biāo)準(zhǔn)利用公差標(biāo)準(zhǔn)來控制精度，利用加放工藝余量來補償施工變形--無余量造船方法船體建造有別于機械制造的施工特點(1)(1)船體建造周期長、工序多，建造過程中的累積誤差大(2)由于工件大，其形狀尺寸所允許的誤差絕對值雖然比機械制造中工件的大，但其相對值卻很小(3)船體建造過程中的變形情況要比機械制造復(fù)雜，要掌握由于切割、冷熱加工、焊接、矯形、以及吊運等所引起的彈塑性與熱塑性變形的規(guī)律較困難一、涉及的名詞術(shù)語基本尺寸：設(shè)計給定的尺寸對機械制造，就是設(shè)計圖紙上標(biāo)明的公稱尺寸對船體建造，是指經(jīng)船體型線放樣后在工作圖(施工圖)上給定的尺寸數(shù)學(xué)放樣使船體建造的基本尺寸的確定更為準(zhǔn)確基本尺寸是描繪船體工件幾何形態(tài)的一種量值，由尺寸、形狀和位置三部分組成，但最終以長度尺寸表示涉及的名詞術(shù)語(2)實際尺寸：工件完工后，通過檢測得到的尺寸由于存在檢測誤差，所以實際尺寸并非反映尺寸的真值尺寸偏差：工件完工的實際尺寸與其基本尺寸的代數(shù)差船體建造中常見的偏差(誤差)有隨機性誤差、系統(tǒng)誤差和粗大性誤差隨機性誤差隨機性誤差(也稱偶然性偏差)，指在同條件下隨機測量一批同類型工件中出現(xiàn)的偏差這種誤差是各種生產(chǎn)因素的綜合結(jié)果具有一定的數(shù)值范圍并集中分布于某個誤差分布中心附近，且服從概率統(tǒng)計規(guī)律可以作為控制尺寸的依據(jù)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(也稱規(guī)律性偏差)，指在同一施工條件下，工件在制造時尺寸發(fā)生有規(guī)律的偏差在工藝過程中標(biāo)準(zhǔn)化的情況下，焊接一批同樣分段所產(chǎn)生的焊接變形，對于每個分段而言基本上是固定的

在用氣割機切割一批同樣的板件時，對于每塊板件來說其熱變形也是不定不變的冷加工機床、測量儀器及工具的系統(tǒng)誤差(實際上都是固定的)等等這種偏差的發(fā)生規(guī)律可以用理論計算和實驗確定，并用補償措施加以消除

涉及的名詞術(shù)語(4)余量：相對工件基本尺寸多加放的量值該值使后續(xù)工序所積累的尺寸偏差，以及冷熱加工所產(chǎn)生的彈塑性變形與熱塑性變形的伸長、收縮作部分抵償，其余部分在船體建造的某一階段在公差范圍內(nèi)必要的切除余量是在未認(rèn)識尺寸偏差規(guī)律的情況下，為控制尺寸精度的一種方式分加工、焊接收縮和裝配三種余量涉及的名詞術(shù)語(6)修整量：完成修整作業(yè)的工作量修整作業(yè)是指在船體建造過程中，工件的實際尺寸不滿足公差(包括裝配公差)要求，所進(jìn)行的劃線、切割、焊補、幾何形狀的矯正和二次定位等工作修整作業(yè)可分為現(xiàn)場修整和預(yù)修整兩類船體建造精度控制的理論基礎(chǔ)是數(shù)理統(tǒng)計和尺寸鏈理論；技術(shù)核心是尺寸補償量的加放，以補償量取代余量

三個發(fā)展階段從工藝技術(shù)方面，船體建造精度控制經(jīng)歷了三個發(fā)展階段(1)分段上船臺前進(jìn)行修正以適應(yīng)船臺裝配的尺寸精度要求(即分段無余量上船臺裝配)(2)平直分段進(jìn)行建造全過程尺寸精度控制與曲面分段進(jìn)行預(yù)修正后上船臺相結(jié)合(3)對全船所有分段進(jìn)行建造全過程的尺寸精度控制二、

船體構(gòu)件的余量船體建造余量可分為總段余量、分段余量、部件余量、零件余量和其他余量等總段余量：用以保證總段組成船體后的主尺度。具體數(shù)值可根據(jù)船體主尺度公差、船臺裝配反變形值，以及焊接和火工矯正收縮量而定一般在總段對接處放50mm左右余量船體構(gòu)件的余量分段余量：用來保證分段合成總段或總船體后的尺度其數(shù)值按分段和總段制造公差?？倲?shù)反變形值，以及焊接和火工矯正收縮量而定一般平直分段四周約放30mm余量底部與舷部等分段對接處按線型情況而定，較平直的放30mm，變化較大的放50mm余量船體構(gòu)件的余量部件余量：用來保證部件在裝配焊接后的正確尺寸，以滿足各裝配階段的需要除應(yīng)保證其裝配成部件或分段所需的余量外，還應(yīng)考慮安裝于分段或總段時對接縫處的余量，以及冷熱加工的影響零件余量：是整個船體結(jié)構(gòu)余量的基礎(chǔ)其他要求余量：為滿足設(shè)計或工藝的特殊需要而設(shè)，在圖紙或工藝文件中專門標(biāo)出三、尺寸精度的補償尺寸精度補償就是在工件的基本尺寸上增加一個量值，供船體建造過程中各道工序配合時使用，并最終在滿足工件配合尺寸精度要求下被各道工序所彌合尺寸精度補償以補償量取代余量，從而在各工藝階段不必實施二次號料切割和二次定位，即可保證零部件和分段的尺寸，以及船體主尺度的尺寸精度要求1、非系統(tǒng)補償

指單獨對一個因素或一道工序或一種變形下的工件尺寸進(jìn)行補償?shù)姆椒飧钛a償：在氣割過程中，工件由于本身不均勻受熱和冷卻而產(chǎn)生收縮變型形成割縫時被切割工件尺寸減小，造成切割損失所以在切割前應(yīng)把切割損失和切割變形加放到基本尺寸中焊接補償：

焊縫附近金屬的不均勻加熱和冷卻，形成殘余塑性變形；填充金屬冷卻后的收縮，使被焊接工件在縱橫方向都有不同程度的縮短

對此加放的尺寸補償為焊接補償，是對一道工序的補償零部件，分段和船臺裝配時的反變形補償溫差補償和火工矯正補償

由于不能預(yù)計工件在何時建造，溫差補償只能在現(xiàn)場建造中加以控制對于火工矯正補償，由于因素復(fù)雜，不易掌握變形規(guī)律，所以把它納入到系統(tǒng)補償中系統(tǒng)補償量方法對給定的系統(tǒng)補償量可以以工件為對象按工序或按系統(tǒng)分別予以考慮零件補償

零件是船體建造中組成工件最基本的單元，是系統(tǒng)補償?shù)钠鹗键c對零件的補償，除對形成零件本身的縱向和橫向工藝系統(tǒng)的補償外，還必須包含后續(xù)所有縱向和橫向工藝的補償其系統(tǒng)補償總值為部件補償

同