一種可調(diào)節(jié)的活絡(luò)樣箱設(shè)計

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(泰州口岸船舶有限公司，江蘇 泰州 225321)

船體建造過程中樣板與樣箱是外板的加工依據(jù)?；罱j(luò)樣板已在各大船廠廣泛使用，代替了傳統(tǒng)的木質(zhì)三角樣板。對于艏艉形狀復(fù)雜的外板，需用樣箱作為加工的依據(jù)。目前各大船廠使用的仍然是傳統(tǒng)的木質(zhì)樣箱，制作繁瑣，費時費力，且不便保存。為此，參考活絡(luò)樣板的原理，設(shè)計一種可調(diào)節(jié)的活絡(luò)樣箱，以取代傳統(tǒng)的木質(zhì)樣箱。

1 傳統(tǒng)的木質(zhì)樣箱

對于一部分縱橫彎曲嚴(yán)重的外板、艏柱艉柱板、軸殼包板等船體線型特別復(fù)雜而又不能近似展開的外板，需要釘制樣箱供展開、號料、加工、檢驗等。樣箱相當(dāng)于從船體上切割下來的一個立體部分，樣箱的外表就是外板的內(nèi)表面，即船體理論表面。由于船體是左右對稱的，所以左右樣箱需分開釘制兩個，中間樣箱則釘制成完整的一個。

樣箱制作的首要工作是剖面的選取與展開，為了保證線型正確，必要時可以加中間輔助剖面；其次是保證樣箱的結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度[1]。

經(jīng)統(tǒng)計，一條船需要用樣箱來進(jìn)行成型加工的外板有30～70張，每一張都需要制作一個對應(yīng)的木質(zhì)樣箱，圖1為木質(zhì)樣箱的三維圖。這么多樣箱的制作，需要耗費大量的木質(zhì)材料，木質(zhì)樣箱的堆放需要很大的空間，而且制作繁瑣、費時費力、容易變形、不便保存[2]。

圖1 木質(zhì)樣箱的三維圖

2 可調(diào)節(jié)的活絡(luò)樣箱

為彌補(bǔ)傳統(tǒng)木質(zhì)樣箱的不足，設(shè)計可調(diào)節(jié)的活絡(luò)樣箱，為船體外板加工提供精確的依據(jù)?？烧{(diào)節(jié)活絡(luò)樣箱是基于TRIBON系統(tǒng)設(shè)計的。TRIBON系統(tǒng)曲面建模模塊對每一塊外板都能 產(chǎn)生縱橫剖面的加工數(shù)據(jù)，其生成的加工數(shù)據(jù)都具有一定的規(guī)律，即橫向間距在準(zhǔn)線兩側(cè)幾乎是相等的，見圖2。

圖2 TRIBON系統(tǒng)生成的樣箱縱橫隔板加工數(shù)據(jù)

因外板形狀展開后是不規(guī)則的，故只是邊緣間距不等；縱向間距可根據(jù)外板的彎曲程度自動插值，人工控制[3]。

根據(jù)圖2生成加工數(shù)據(jù)的相對規(guī)律性，設(shè)計一種可調(diào)節(jié)的活絡(luò)樣箱，活絡(luò)樣箱的設(shè)計見圖3。

活絡(luò)樣箱由幾組橫向活絡(luò)框架與縱向底座組成，橫向活絡(luò)框架的立柱由升降管、支柱套管通過松緊螺栓連接。支柱套管下口焊接固定于橫向底座，橫向底座兩端與端部立柱可通過連接折邊材和緊固螺絲固定，橫向長度調(diào)節(jié)通過連接折邊材一邊的長度調(diào)節(jié)。橫向活絡(luò)框架與縱向底座之間用連接角鋼和緊固螺絲連接，縱向底座上有導(dǎo)槽，可以任意調(diào)節(jié)橫向活絡(luò)框架之間的距離，以保證活絡(luò)樣箱能適用于各種不同加工數(shù)據(jù)的曲板。制作好的活絡(luò)樣箱底座對角線位置可用臨時支撐加以固定，為保證圖面的清晰直觀，臨時支撐沒加到圖形上。

圖3 可調(diào)節(jié)活絡(luò)樣箱結(jié)構(gòu)原理

3 結(jié)論

可調(diào)節(jié)活絡(luò)樣箱每只成本費約0.8萬元，可以重復(fù)使用。與傳統(tǒng)的木質(zhì)樣箱相比，一艘船大約可以節(jié)約7萬元的木料、5萬元的工時費和約7 000 m3的堆放空間。

可調(diào)節(jié)活絡(luò)樣箱制作簡便，只要有加工數(shù)據(jù)就可任意調(diào)節(jié)樣箱的外形，適用于不同船型不同弧形外板的加工。平時只要將加工數(shù)據(jù)保存好即可，減少了大量的堆放場地。

目前，可調(diào)節(jié)活絡(luò)樣箱正處在試制階段，還未大量投入生產(chǎn)。船體外板形狀復(fù)雜、千變?nèi)f化，所發(fā)明的活絡(luò)樣箱還存在不足之處，但隨著經(jīng)驗的積累與技術(shù)的不斷革新，相信該技術(shù)一定會越來越成熟。

[1] 華乃導(dǎo).船體建造與修理工藝[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 徐兆康.船舶建造工藝學(xué)[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 顧文捷,周玉飛.TRIBON系統(tǒng)曲面建模模塊在精度造船中的應(yīng)用 [J].廣東造船,2011，(1):47-48.