《船舶建造概论》PPT课件.ppt

船舶建造工艺学,第一章 船舶建造工艺概论,第一节 船舶建造工艺的基本概念,一、船舶建造工艺的定义及特点1、船舶建造工艺：船舶建造施工方法和过程的统称。2、船舶建造工艺学：研究钢制船舶焊接船体的建造过程及其工艺技术的一门应用科学。3、特点：具有很强的实践性、理论性和综合性。,二、船舶建造工艺的主要任务,1、为造船生产制订工艺方案,根据现有技术条件，制订优良的工艺方案：,（1）船舶建造方案；（2）操作方法与工艺规程；（3）工艺装备和设备；（4）施工精度标准以及检测方法；（5）新技术的应用。,二、船舶建造工艺的主要任务,2、研究开发新工艺、新技术。,3、提高学生的综合能力,三、船舶建造工艺的内容和工艺流程,由生产部拟订生产计划，设计部绘制图纸,(一)船体建造,加工制作船体构件，再将它们组装焊接成中间产品(部件、分段、总段)，然后吊运至船台上总装成整个船体的工艺过程。1、船体放样和样板制作主要工作内容包括船体型线光顺，纵横结构线放样，船体构件展开，制作放样资料等。手工放样：利用手工操作的方式完成放样工作。数学放样：利用数学方法人机交互完成放样工作。2、钢材预处理和号料：钢材预处理：钢材的轿平、除锈涂底漆等。,手工制作的样板,套料软件界面,号料:将放样展开的船体构件外形和大小依据草图、样棒、样板、样箱等划到钢材上，并标注加工装配符号等信息。3、船舶构件加工（1）构件的边缘加工：切割、开坡口和打磨。（2）构件的成形加工：将构件弯制或折曲成所要求的空间形状。4、船体装配与焊接（1）船体结构预装配与焊接：预制部件、分（总）段的工艺过程。部件装焊：将零件组合焊接成部件的作业。分段装焊：将零、部件装焊成分段的作业。总段装焊：将已装配好的分段和零部件组合焊接成总段。（2）船台（船坞）装配与焊接：在船台或者船坞上将分段合拢成整个船体的工艺过程。,由制造部在车间内完成钢板切割,把切割好的部件焊接成分段,用平板车将分段运到平台,由门式起重机(龙门吊)吊装到船坞搭载成整船.,在船台上将分段合拢成整个船体,（二）船舶舾装 将机电装置、营运设备、生活设施、各种属具安装到船上去并进行舱室装饰等的工艺过程。1、舾装作业内容（1）机舱舾装：机舱内各种设备的安装与调试。（2）电气舾装：船内电气设备的安装、调试，电缆敷设等。（3）船体舾装 甲板舾装：舵系、系泊、装卸、消防、救生等设施的安装调试。住舱舾装：生活设施、航海测量仪器、通信装置等的安装作业。（4）管系舾装：船内管系设备的安装、调试等,2、舾装工艺阶段,（1）舾装件采办：舾装件的订货、外协和自制工作。（2）单元舾装：将舾装件组装成适当大小的舾装组合体。（3）分段舾装：在分段制造时或完工后将舾装件预先安装 在分段上。（4）船内舾装 船台（船坞）舾装：在船台或船坞上船体合拢后进行的舾装作业。码头舾装：船舶下水后在码头进行的舾装作业。,打开坞门,放水进坞里,船浮起来后由拖轮拖到码头舾装,船舶下水有三类方法：重力式下水 机械化下水 漂浮下水,(三)船舶涂装,在船体内外表面和舾装件上，按照技术要求进行除锈和涂敷各种涂料，使金属表面与腐蚀介质隔开，以达到防腐蚀处理的目的的工艺过程。,(四)船舶下水,将船舶船台(或船坞)上移到水中去的工艺过程。,将分段运至涂装中心,对分段进行涂装,整船完成搭载后,做第二次涂装,等待出坞,1、系泊试验:在船舶基本竣工时，将船系在码头上对主机、辅机以及各种设备和系统进行试验，以检查船舶的完整性和可靠性。2、倾斜试验:将船舶置于静水区域，进行倾斜试验，以测定完工船舶的重心位置。3、航行试验:对所建造的船舶作一次综合性的全面考核，可分为轻载试航和满载试航两种，是由船厂、船东和验船部门一起进行的。试验前首先应按船舶的类型，决定在海上或江河中进行试验。,(五)船舶试验,(六)交船与验收,在船舶试验结束后，船厂应立即进行排除试验中所发现的各种缺陷，并对船舶本体和船上的一切装备，按照图纸说明书和技术文件逐项向用船单位一一交验。,交船验收后后举行简短但隆重的命名交船仪式,钢船建造的工艺流程图,四、船舶建造工艺的三大子系统,船舶建造是非常复杂的、涉及多种专业、依赖高科技的系统工程。,船舶建造工艺过程一般分解为三大子系统：,1、船体建造工艺壳基础。2、船舶舾装工艺舾中心。3、船舶涂装工艺涂重点。,壳、舾、涂相互交叉、相互影响，关系错综复杂。,第二节 造船模式及其演变过程,造船模式：造船体制（System）和技术（Technology）基本特征的统称。造船模式既是不断发展变革的，又是相对稳定的。其演变过程可划分为三个阶段五个典型的模式。,1、生产模式比较,传统造船模式,现代造船模式,未来造船模式,（1）分道建造 特征技术：成组技术 工程状态 分道建造 区域舾装 区域涂装 船厂类型 设备密集 大型厂员工1 千左右,（2）集成建造 特征技术：信息技术 工程状态 壳、舾涂一体 化 船厂类型 信息密集 大型厂员工1 千以下,灵捷建造特征技术：智能技术工程状态 全面模块化 动态（虚拟）组合 建造过程仿真船厂类型 知识密集，大型厂员工几百或1百左右,（2）分段建造特征技术：焊接 技术工程状态：分段建造；先行舾装；预先涂装。船厂类型 劳动力密集大型厂员工1万左右,（1）整体建造特征技术：铆接技术。工程状态：船台散装；码头舾装；全船涂装。船厂类型 劳动力密集 大型厂员工数万,2、关键技术比较,人工放样；切割、成形、装配；管子加工；铸、锻、热处理和机加工；机电设备和系统的安装调试。,造船CAD/CAM和CIMS技术，NC切割技术；材、管件和分段的机械化制造技术；物资含“中间产品”采办和托盘集配技术；造船精度控制技术；造船生产设计技术。,船舶产品模型数据交换标准；船舶产品和制造过程一体化数据环境技术；分布式集成的虚拟制造技术；全方位的建模和仿真技术；并行工程和快速样件技术。,传统造船模式,现代造船模式,未来造船模式,3、典型装备比较,由小型吊车为船台的装配作业服务；实尺放样台；通用的剪切和压力设备；通用的气割和小型焊接设备；通用的机加工和焊接设备。,由大型起重设备辅助大型船坞内的船体分段合拢和舾装作业；计算机辅助数学放样替代放样台；钢材预处理流水线和按类别相异的专用NC切割设备；涂装房和机器人；全厂一体化的计算机集成系统；IHOP的综合车间。,全厂、全国甚至全球的计算机信息联网基础设施；无纸化的、全数字化的高度自动化的生产设备；具有预防功能的，生产过程智能化的实时监控设备；温度和空气新鲜度可调的访污染的船坞和厂房。,传统造船模式,现代造船模式,未来造船模式,4、生产组织和人员素质比较,单一工种的生产工人；单一专业的科技人员；单一工种生产班组和工段；单一专业的设计和工艺科 室。,复合工种的生产工人；多学科的科技人员；按区域的多专业的科室；制造“中间产品”的多工种的生产单元。,高素质的生产工人和科技人员，适应灵捷的动态组合；快速组合的生产班组，能安装和调试各类模块。,传统造船模式,现代造船模式,未来造船模式,第三节 先进技术的应用与发展,先进制造技术（AMT-Advanced Manufacturing Technology)改进和突破现有生产模式，促进造船经济发展的基础。包括二个方面：主体技术：面向制造的设计技术、制造工艺技术。支持技术：信息技术、标准、设备、控制技术。AMT是硬件、软件、智力和支持网络的综合与统一。,一、造船计算机技术,1、计算机图形处理技术（1）图形输入 有交互作图法、编程法等。图形交互技术的出现使造船CAD/CAM技术走向实用阶段。（2）图形参数化 以工程图形模型的尺寸为参数，用尺寸的改变驱动图的改变。这有利于系列产品的同族零件的绘图以及简化设计的更改过程（3）双向相关技术 产品模型或零件模型与它所关联的二维工程图样之间的动态关系，即三维造型尺寸的更改自动反映到二维工程图中，而二维工程图的修改也同样改变了三维模型。,一、造船计算机技术,2、造船CAD/CAM技术（1）CAD-Computer Aided Design（2）CAM-Computer Aided Manufacturing（3）CAD/CAM-以工程数据库为核心的一体化造船集成系统。,一、造船计算机技术,3、可视化技术数据信息分析和解释的可视化（1）观察设计中的现象和规律，如曲率变化、力学计算结果等。（2）加强工程设计的直观性，减少试验费用能。（3）对工程设计的预视、评价。,一、造船计算机技术,4、产品建模技术 建立产品的三维几何模型，提高和完善产品的几何描述能力，在此基础上运用特征造型技术表达产品完整的技术和生产管理信息，建立产品一体化集成信息模型，即模型不仅反映产品几何形状，还能反映功能特征。,一、造船计算机技术,5、造船CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）造船CIMS是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将造船订货、船舶设计、船舶建造、造船管理和交船后服务等全部生产活动所需的各种分散的自动化技术有机结合起来，实现总体高效益的智能制造系统。,二、造船工艺过程机械化与自动化,实现造船生产过程机械化与自动化，采用机械装置和自动化设备代替繁重的手工作业，是造船技术发展的主要方向之一。1、钢材预处理流水线 钢材的矫平、预热、抛丸除锈、喷漆和烘干等形成自动作业流水线。2、新的切割技术 船体零件加工的发展，除了已有的机械剪切和成形加工设备之外，近年来主要研究应用新的切割技术。它主要表现于：,二、造船工艺过程机械化与自动化,（1）数控等离子切割由于等离子切割的高生产率和高切割质量以及等离子切割技术的迅速发展，在国内外一些大型船厂的技术改造中，均配置了数控等离子切割机，出现了用数控等离子切割机代替数控火焰切割机的趋势。（2）型钢切割与号料自动流水线致力于大量型钢构件的切割和号料自动化的开发，研制了具有自动号料功能的数控切割装置，组建了直接与CAD/CAM系统连接的，包括上料、切割、号料、零件分类、运出等工位的型钢切割与号料自动流水线，流水线中采用了工业机器人和数控等离子切割技术。（3）激光切割和水射流切割目前已有一些先进船厂开始尝试使用数控激光切割机和水射流切割机切割船用钢板。,二、造船工艺过程机械化与自动化,3、数控水火弯板 国内外造船界对数控水火弯板的基础研究取得了较大的进展。4、舾装自制件的加工自动化 主要体现在管子加工自动化，有些先进的船厂相继组建了管子成组加工自动和半自动流水线。5、高效焊接技术 焊接工时占船体建造工时的1/3左右，焊接作业的机械化、自动化对提高造船生产效率和质量有重大意义。船舶焊接技术的发展趋势是：高速化高性能化、高品质化完全自动化。,