TRIBONM3錨臺生產(chǎn)設(shè)計放樣

徐 靖 陸禮香 黃 凱

（上海船舶研究設(shè)計院，上海201203）

0 前言

錨臺位于船首區(qū)域空間位置，即錨臺的構(gòu)件都不在主平面內(nèi)。鑒于此特點，使得在實際位置定位時較困難，且精度不好控制?，F(xiàn)通過把錨臺旋轉(zhuǎn)移動到坐標系的原點位置，來解決此難題（見圖1）。

錨臺放樣難點在于錨臺空間精準定位困難、獲取船體相貫線困難、錨臺側(cè)板展開按現(xiàn)有曲面建模方法板縫定義困難、提供給船廠實際加工信息量大且因各船廠施工工藝不一致很難標準化。下面通過TRIBON M3平臺來解決和實現(xiàn)錨臺生產(chǎn)設(shè)計的精確放樣。

圖1 過錨爪中心線的剖面

1 錨臺結(jié)構(gòu)介紹

在錨臺放樣開始前，先通過圖紙簡單介紹一下錨臺的結(jié)構(gòu)。錨爪中心線是錨臺結(jié)構(gòu)的中心對稱面（不考慮與船體外板交線形狀），了解了錨臺各結(jié)構(gòu)后，為后續(xù)的放樣工作做好鋪墊（見圖2）。

圖2 錨臺結(jié)構(gòu)

2 錨臺結(jié)構(gòu)臨時位置定位及建模說明

2.1 錨臺面板

由于錨臺外形對稱于錨爪中心線剖面，所以錨臺面板的定位根據(jù)圖1中的O1及U1點的坐標可以方便得出該平面3點定位坐標。模型外形可在詳設(shè)圖紙直接獲取。

2.2 錨唇頂部切線面

3點定位坐標的選取與錨臺面板相同。模型外形略大于錨唇線型即可。

2.3 錨唇線型面

圖3中的O1，V1，U1的3點為定義平面的3點。其中U1點隨著線型位置變化而變化，可以通過圖中U1的坐標，及C1的角度大小計算出U1的三維坐標。模型外形可在詳設(shè)圖紙直接獲取。

圖3 錨唇線型布置圖

2.4 錨臺肘板

錨臺肘板平面均通過錨鏈筒中心線，且均垂直于基面。這使得定位非常方便。模型外形通過錨臺面板面及錨臺下口樣板線獲得（見圖4），錨臺肘板一般 15°～22.5°等分錨臺。

圖4 錨臺肘板

2.5 錨臺下口樣板

定位與錨臺面板的方法類似，大致位于外板交線內(nèi)側(cè)。外形的獲得，可先延伸錨唇線型得出與樣板的交線，然后光順連接就可以得出樣板外形（見圖5和圖6）。

圖5 錨唇線型剖面圖

圖6 錨臺下口樣板圖

3 確定錨臺的實際位置及建模內(nèi)容

3.1 確定錨臺中心線剖面

通過TRIBON M3平面建模模塊，剖出過錨爪中心線的剖面（見圖7）。

圖7 過錨爪中心線實際剖面圖

3.2 確定錨鏈筒中心線

根據(jù)錨系布置圖，確定錨鏈筒中心線，即首樓甲板和外板與中心線交點的三維坐標。

3.3 找出肘板剖面

肘板剖面是過錨鏈筒中心線的，所以求出肘板平面的第三點，使該平面滿足要求，并跟中心剖面成所需夾角。

3.4 建立肘板三維模型

將各肘板實際剖面的剖出，貼合各相應臨時位置的線型，并將肘板建立模型。這可為后面的錨臺實船定位、錨鏈管展開、錨臺反面結(jié)構(gòu)加強提供模型基礎(chǔ)。

3.5 確認臨時位置模型完整性

將肘板剖面得出與外板的交線，返還到臨時位置，這樣臨時位置錨臺模型就完整了。這為后面的包板展開、肘板外形等錨臺構(gòu)件尺寸、定位、加工樣板提供了模型基礎(chǔ)。

4 提供拉錨試驗數(shù)據(jù)

4.1 拉錨試驗目的

船廠根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計錨臺放樣提供的零件尺寸按一定的比例縮小后做成錨臺模型進行拉錨試驗。拉錨試驗的目的有3個：（1）檢查錨臺模型在收錨和放錨時是否會出現(xiàn)卡錨現(xiàn)象；（2）檢查收錨和放錨時是否碰到錨臺處外板；（3）檢查錨爪收緊后是否與錨臺完全貼合。

4.2 提供錨臺區(qū)域樣箱

船廠做拉錨試驗時，要提供首部錨臺區(qū)域樣箱。如船廠無特殊加工要求，一般提供肋位線和水線，提供三向視圖；隨后畫出各視圖錨鏈筒中心線的位置。

4.3 確立錨臺與外板交線

將平面建模所得錨臺肘板投影到三向視圖中，并光順連接與外板的交點，作為錨臺與外板的交線。

4.4 整理錨臺模型

整理錨臺面板，各錨臺肘板，錨臺側(cè)板、錨鏈管展開（本次零件僅用于做木模，可不考慮板厚）。

5 構(gòu)件的生成及相貫線的展開

5.1 確定錨鏈筒與首樓甲板交線

通過詳細設(shè)計提供的錨鏈筒圖算出錨鏈筒與首樓甲板之間的夾角，進而畫出交線，并同時提供建造過程中甲板開孔樣板。

5.2 在外板展開圖上擬合各交點

利用錨鏈筒與外板的交線，可在外板展開圖上擬合各錨臺肘板與錨鏈管及外板板的交點，并同時提供建造過程中的外板開孔樣板。

5.3 錨臺與外板交線的展開

錨臺與外板交線的展開方法跟4.2類似（此處不再贅述），再將得到的展開圖提供給船廠作為參考。

5.4 錨臺平面數(shù)控切割件的整理

錨臺平面數(shù)控切割件的整理，直接用臨時位置模型獲得并標明數(shù)控切割件的加工詳細信息，如板厚、材質(zhì)、零件號等，整合在一張CAD圖紙內(nèi)，提供給船廠進行數(shù)控切割。

5.5 錨臺包板展開

錨臺包板的展開，在臨時位置用三角形法展開，并檢驗其精確度。為保證精度，肘板一般加密到15°一等分，如個別船廠精度要求更高，肘板可再加密。

5.6 錨鏈筒展開

錨鏈筒的展開，可在肘板實際剖面中直接量取各母線長度，隨后將各母線長度量至管子展開圖上，用曲線光順連接得到錨鏈筒展開圖。

6 船廠拉錨試驗意見反饋及再優(yōu)化

船廠拉錨試驗后的意見反饋是整個錨臺設(shè)計和放樣成功與否的關(guān)鍵所在。通過拉錨試驗檢驗錨臺模型收錨、放錨效果。如果拉錨試驗達到理想效果，則可進行錨臺結(jié)構(gòu)的放樣下料，船廠就可按實際尺寸1∶1加工制作錨臺零件，并施工建造錨臺。

如果試驗效果不佳，生產(chǎn)設(shè)計方須及時聯(lián)系詳細設(shè)計方和船廠，三方針對出現(xiàn)的問題原因共同討論和協(xié)商修改方案，并重新設(shè)繪圖紙，并用TRIBON M3重新進行錨臺二次放樣。如此往復，直至順利完成拉錨試驗為止。

7 結(jié)語

在船舶制造技術(shù)飛速發(fā)展的今天，船廠對生產(chǎn)設(shè)計的精度要求也是越來越高。在船廠的高標準、嚴要求下，我們的設(shè)計人員應該迎難而上，運用團隊的智慧，努力研究出能滿足船廠要求的解決方案。高精度造船是一個世界性難題，但同樣也是一流的船舶設(shè)計團隊所追求的目標。精度是整個船舶制造過程中極為重要的考核指標，不僅反映了造船的質(zhì)量，而且還決定了整個造船的周期與效率。誠然，在一些復雜的船舶結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計放樣中，我們的團隊還很年輕，還有很大的提高空間，但我們堅信隨著設(shè)計人員水平的不斷提高、經(jīng)驗的不斷積累，相信生產(chǎn)設(shè)計工作將日益完善，在生產(chǎn)設(shè)計放樣的精度控制上將更上一層樓。

［1］同濟大學數(shù)學系.高等數(shù)學［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［2］黃廣茂.造船生產(chǎn)設(shè)計［M］.哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2008.

［3］施克非.船體裝配工［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2008.