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船舶与海洋结构物制造技术 ? 2004 MCAMT JUST * 江苏科技大学先进制造技术中心 第 十五 课 本节课讲授内容 第六章 船舶建造精度控制技术 第一节 概述 第二节 造船误差与测量技术 第三节 精度控制计划 第四节 补偿量与精度控制 问题: 精度控制要解决什么问题？ 造船误差产生的原因是什么？ 什么是精度控制计划？ 补偿量的概念？ 补偿量与余量的区别？ 探讨提高精度管理水平的途径。 6.1 概述 船体建造精度管理（其主要内容是精度控制），就是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，对船体建造进行全过程的尺寸精度分析与控制，以达到最大限度减少现场修整工作量，提高工作效率，降低建造成本，保证产品质量。 问题1 船体建造周期长、工序多、建造过程中的积累误差比较大； 工件（船体零部件、结构的统称）大，其形状尺寸所允许的误差绝对值虽比机械制造中工件的误差大，但其相对值却很小； 船体建造过程中的变形情况比机械制造复杂，要掌握由切割、冷热加工、焊接、矫形以及吊运等所引起的弹塑性与热塑性变形的规律较困难； 工件在制造过程中的手工作业量比机械制造大的多，且有相当一部分工件是在高空、室外相互交叉，冷热加工相互交叉，各种工序相互交叉的施工环境中进行的，工件完工后的误差难以控制。 6.2 造船误差与测量技术船体结构变形与误差 船体结构变形与误差产生的原因和特点 问题2 6.3 精度控制计划 船体建造的精度计划，实际上就是对船体建造从精度角度判断的一种工程分析。通过分析，可以对建造全过程的精度状态有一个数量上的全面了解，以期事先发现问题，并采取相应的补偿和控制措施（其中包括加放余量与选择余量的切除时机），以确保船体建造的尺寸精度能控制在允许的范围之内。简单地说，船体建造的精度计划就是对建造全过程的精度分析，在这种分析的基础上采取相应的尺寸精度控制措施。 问题3 精度控制的阶段划分 尺寸精度控制的阶段划分与船体建造的阶段划分相对应，这对于精度控制来说，不仅是合理的，而且是有益的。若船体建造阶段划分为：号料、加工，部件装配，分段装配和船台装配，精度控制也就按这4 个阶段分别施行。其相互制约，前一个阶段是后一个阶段的控制基础，每一个阶段的有效控制都是保证精度管理的实施。 6.4 补偿量与精度控制 在传统的船体建造过程中，实施尺寸精度控制都采用加放余量的方法。这种控制方法已不再适应当前造船生产发展的需要。船体建造精度控制就是在实际尺寸精度控制的过程中，以系统补偿量取代余量，来保证各工序间尺寸精度，最终满足船体建造的精度要求。 系统补偿量是一个行业术语，其本质是几何量补偿。其基本定义就是在工件的基本尺寸和形状上增加某一额外量值，当其被加工（或焊接、或装配）后仍能满足成品或后续工序装配等对尺寸或形状精度的要求。这增加的某一额外量值称为补偿量。 问题4 尺寸精度补偿的原则 工件或产品的重复（或相似）性。重复的产品可按照成熟的尺寸精度补偿量进行加放，具有相似性的如船舶吨位，船型以及纵、横骨架结构型式，可以比照相似产品进行加放；有些尽管产品不同，但其零件、部件或分段却是典型的，因而也可在零件、部件或分段制造相应的工序中加放有效的补偿量。 稳定的工艺指建造方法、装焊程序、焊接方法、施工人员的结构等稳定不变，稳定的施工工艺对于工件或产品的几何精度是具有重要意义的。 尺寸精度补偿的原则 严格的质量控制。此问题与管理体制和管理水平有关，也与施工人员质量意识有关。如果管理水平很高且各道工序能切实做到严格的质量控制，那么就有可能实现船体建造全过程的尺寸精度控制，尽可能地以补偿量取代工艺余量。否则，只能实行局部的尺寸精度控制，即在部分工件或施工环节上加放补偿量，而另一部分则加放工艺余量。 确定补偿量时以焊接收缩变形因素为主。本来，在确定补偿量时，应全面考虑各种因素对工件变形的影响。但由于船舶建造过程中影响因素太多且错综复杂。而焊接收缩变形及量值较其他的因素影响大，所以目前从简化问题及由此尚能满足工程要求的角度出发，考虑因素时主要考虑焊接收缩变形。 补偿量与余量的区别 尺寸精度补偿量与工艺余量不同，前者在装配过程中只需一次即可完成定位而不需实施两次号料、切割和两次定位，且可保证零、部件、分段及船体的尺寸及形位精度要求。 各船厂对于系统补偿量的加放，必须建立在符合本厂的生产实际状况的精度分析基础上，对各种不同影响因素综合考虑，给予不同的补偿处理， 船体建造过程中引起船体工件变形的因素很多，变形趋势及量值难以准确预测。主要变形因素为：