徐 靖 陸禮香 黃 凱

（上海船舶研究設(shè)計(jì)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(diǎn)，使得在實(shí)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(biāo)系的原點(diǎn)位置，來解決此難題（見圖1）。

錨臺放樣難點(diǎn)在于錨臺空間精準(zhǔn)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(shí)際加工信息量大且因各船廠施工工藝不一致很難標(biāo)準(zhǔn)化。下面通過TRIBON M3平臺來解決和實(shí)現(xiàn)錨臺生產(chǎn)設(shè)計(jì)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(diǎn)的坐標(biāo)可以方便得出該平面3點(diǎn)定位坐標(biāo)。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(diǎn)定位坐標(biāo)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(diǎn)為定義平面的3點(diǎn)。其中U1點(diǎn)隨著線型位置變化而變化，可以通過圖中U1的坐標(biāo)，及C1的角度大小計(jì)算出U1的三維坐標(biāo)。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(shí)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(shí)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(diǎn)的三維坐標(biāo)。

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

3.5 確認(rèn)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(yàn)數(shù)據(jù)

4.1 拉錨試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

船廠根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)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(jìn)行拉錨試驗(yàn)。拉錨試驗(yàn)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(yàn)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(diǎn)，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(xì)設(shè)計(jì)提供的錨鏈筒圖算出錨鏈筒與首樓甲板之間的夾角，進(jìn)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(diǎn)

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(diǎn)，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(biāo)明數(shù)控切割件的加工詳細(xì)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(jìn)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(yàn)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(shí)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(yàn)意見反饋及再優(yōu)化

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

如果試驗(yàn)效果不佳，生產(chǎn)設(shè)計(jì)方須及時聯(lián)系詳細(xì)設(shè)計(jì)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(jìn)行錨臺二次放樣。如此往復(fù)，直至順利完成拉錨試驗(yàn)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(jì)的精度要求也是越來越高。在船廠的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求下，我們的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該迎難而上，運(yùn)用團(tuán)隊(duì)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(jì)團(tuán)隊(duì)所追求的目標(biāo)。精度是整個船舶制造過程中極為重要的考核指標(biāo)，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(fù)雜的船舶結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)放樣中，我們的團(tuán)隊(duì)還很年輕，還有很大的提高空間，但我們堅(jiān)信隨著設(shè)計(jì)人員水平的不斷提高、經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，相信生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作將日益完善，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)放樣的精度控制上將更上一層樓。

［1］同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［2］黃廣茂.造船生產(chǎn)設(shè)計(jì)［M］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)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.