吳春芳 張海泉

(武漢船舶職業(yè)技術學院船舶工程系,湖北武漢 430050)

船體放樣是船體制造過程中的第一道工序。船體放樣就是將原設計的型線圖、結構圖,按1:1比例進行放大、展開,檢驗并糾正設計中的誤差,來求取比較符合實際的船體形狀和必要的結構尺寸的技術。船體放樣涉及到船體制造的各個環(huán)節(jié),是設計和建造之間一道承上啟下的工序。放樣過程中要對一些技術資料加以整理,為了提高從設計到制造流程中的信息流通效率,放樣還要反饋設計圖紙中的不合理因素。另外,編制復雜構件的數學放樣程序,制釘樣板、樣箱,估算各類船體放樣的工料消耗也是船體放樣的職責所在。

常用的船體放樣方法,有手工放樣和數學放樣之分。在當前的船舶高職專業(yè)的教學過程中,船體放樣實習是學生必須經歷的一個重要的學習過程,這是在學生經過一定的專業(yè)技術理論學習以及在校期間各個實踐教學環(huán)節(jié)后的一次綜合能力的測試,通過此教學環(huán)節(jié),從而更進一步提高學生的讀圖能力和動手操作能力,對船體建造工藝步驟有更全面的了解,為學生今后從事生產管理和技術管理打下良好的基礎。

就我校的教學過程來說,主要從手工放樣及計算機放樣兩個方面來進行訓練。這在某種程度上也順應了現代造船的技術特點,但是現在的教學都是將這兩種放樣方法分開來進行實習訓練。為了實現船體放樣課程改革要求的“技能訓練、知識學習和素質養(yǎng)成的一體化”的系統結構,作者在教學過程中提出一些想法和改革措施,現在就這些進行分析。

1 手工放樣實習過程中的問題

(1)手工放樣總是在地板或平臺上進行,采用實尺放樣時,需要很大的教學訓練場,投資成本較高,學生能夠進行訓練操作的時間較短。

(2)進行手工放樣時,特別是型線放樣,針對型線中隱匿的問題,要進行修改,以消除不光順因素,但由于型線圖中要保證線條的協調性、投影一致性,因而在修改了某一條線后,要針對整個型線圖進行調整(如圖1所示),增加實訓的工作量,降低了實訓的效率和實訓效果。

圖1 正在修改中的型線

(3)傳統手工放樣是在樣臺上采用1:1的比例,通過調整壓鐵位置來實現。而型線的光順性學生只能用眼睛來判斷,由于學生缺乏經驗積累,不能較準確地判斷線型的光順程度,為后續(xù)的肋骨放樣造成障礙。

因此,手工放樣存在工作量大、時間長、精度低、不能有效適應現代化造船企業(yè)自動化設備的有效使用等缺點。但是,手工放樣也有其優(yōu)勢:

(1)通過手工放樣,學生可以很直觀地了解放樣的全過程。

(2)在放樣過程中將船體型線按1:1或者較大的比例繪在地板上,學生能較容易地發(fā)現型線上隱匿的不光順問題;通過三個視圖的分析比較,可以較容易地理解型線中三向對應關系的含義,如圖2所示學生采用的量取方法。

圖2 尋找三向對應關系

2 數學放樣實訓的相關問題

船體數學放樣就是用數學方程定義船體型線或船體表面而建立數學模型,然后通過電子計算機的高速運算完成船體放樣工作。在數學放樣實訓中,它的主要優(yōu)勢在于:

(1)減輕放樣實訓過程中學生的勞動強度,縮短放樣周期,降低原材料消耗,并提高放樣的精度。

(2)可以減少手工放樣耗材的損耗,節(jié)省樣板貯存室和材料管理工作。

(3)數學放樣軟件可以自動進行三向光順處理,節(jié)省了修改線型及光順的時間,提高了實訓效率。

(4)在教學中采用數學放樣,可以讓學生更加親切地體會到現代化造船的先進技術,有利于更快地適應現代化造船企業(yè)的發(fā)展。

但是,在教學實訓過程中,數學放樣也存在一些不足。

(1)由于學生初次接觸到船舶設計軟件,學習起來具有一定的困難,特別是現在引進的一些國外軟件,如Tribon,是全英文系統,高職學生普遍存在英文閱讀和使用能力不足的現象,在使用該軟件時不能順利地學習,在一定程度上打擊了學習熱情。

(2)由于電腦屏幕的限制,學生在繪圖和使用過程中,不能一覽全貌,缺乏全局觀念。

(3)軟件具有自動三向光順的過程,不能讓學生體會到線型光順的原理、方法和光順過程。

3 兩種放樣技術相結合及實踐

經過以上幾個方面的分析,作者認為獨立地進行某種放樣,不能給予學生較好的動手能力、全局觀念的培養(yǎng),因此,在放樣實訓教學過程中,作者將這兩種放樣形式結合起來,起到了較好的效果。

下面以150噸冷藏船(圖3)為例說明實施過程,首先,在進行手工放樣時,對于全部同時實訓的學生進行分組,將整條船的任務分成六組,每組完成型線圖中的一部分。為了完成全船型線圖的放樣,各組同學必須進行多人合作,集體參與,相互討論、相互協調。

其次,在實訓過程中,及時講解數學放樣軟件(這里主要使用HD-2000線型系統)的線型生成原理,一邊進行手工放樣,一邊展示通過軟件生成的圖形。

再次,讓學生在手工放樣過程中找到如圖4所示的線型不對應或者不光順等問題,先讓學生進行分析出現這樣問題的原因,然后打開HD-2000軟件,通過自動生成型線,讓學生觀察兩者之間的差別,找到解決問題的方法。比如,在處理橫剖線圖中線型的光順問題時,先讓學生觀察手工放樣后的結果,讓學生判斷某線條是否已光順。將其中的線條用HD-2000系統打開,如圖5所示。請學生觀察圖中所示線條的變化趨勢進行分析比較,得出根據數學放樣線型修改手工放樣線的修改數據,用具體的數據去指導學生的修改方向,這樣既可以提高學生的實習效率又可以讓學生知道要使型線光順,應該朝哪個方向去修改,有利于學生進行光順方法的總結。而且根據數學放樣得出的數據修改手工放樣,可以減少直接在手工放樣型線上進行反復修改的過程,減少直接在手工放樣型線上進行反復修改的次數,以提高放樣訓練的速度,達到多次訓練和擴大訓練項目的目的。

圖3 150t冷藏船型線圖

圖4 不光順的型線

圖5 HD-2000生成的光順型線

另外,通過數學放樣,學生可以較為方便的通過放樣中的曲率棒大小的變化趨勢判斷線條的光順性,如圖6所示,而且,用數學放樣得到的數據去指導手工放樣的修正,比手工放樣時完全憑肉眼觀察更趨理性和準確。

最后,學生在參與過程中不但要親自動手、動腦,及時發(fā)現問題,進而找到解決問題的方法,如圖7所示學生找到的有問題的型線,通過相互討論、相互協作,有利于增強班級同學之間的凝聚力,增強團隊意識,提高學生的合作能力。

圖6 通過曲率半徑判斷光順性

圖7 有問題的型線

4 結 語

在學生完成手工放樣后,教師會要求各分組的同學進行交叉檢查,加上教師對學生完成成果的激勵性評價,可以提高學生學習的積極性和參與的主動性,學生在參與過程中不但要親自動手、動腦,及時發(fā)現問題,進而找到解決問題的方法,這樣更有利于激發(fā)學生的學習潛能與學習興趣。將手工放樣和數學放樣實訓相結合,既充分利用了學校的教學資源,又提高了學生的學習效率。