基于中心制造船的柔性胎架設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、現(xiàn)代造船企業(yè)由于制造任務(wù)和生產(chǎn)環(huán)境的迅速變化，無論模板胎架還是管式活動(dòng)胎架都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代造船業(yè)的發(fā)展。一方面，重復(fù)性的胎架制作耗時(shí)、耗力、耗料，影響了造船周期；另一方面，造船業(yè)發(fā)展迅速，在多品種船舶制造的環(huán)境下，常常會(huì)出現(xiàn)場(chǎng)地緊缺問題，此時(shí)產(chǎn)品串造與場(chǎng)地軌道化對(duì)于擴(kuò)大船廠的建造能力顯得尤為迫切。這些都為本研究提供了有效的企業(yè)需求和實(shí)用背景。 本系統(tǒng)從改善傳統(tǒng)的造船模式出發(fā)，針對(duì)于目前一些大中型船廠的船舶生產(chǎn)任務(wù)重、交船周期短

2、、造船精度不高等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)出一種面向制造中心的工程船舶船體曲面加工柔性胎架系統(tǒng)，目的是為加快船型改變胎架結(jié)構(gòu)變化的反應(yīng)速度，減少企業(yè)在胎架制作上的時(shí)間消耗和材料消耗，提高造船精度，縮短船舶的建造周期。因?yàn)槲覈?guó)目前中小型船廠基本上還是用模板胎架即所謂的傳統(tǒng)胎架，一些知名船廠如廣州造船廠、外高橋船廠等也只是部分采用管式活動(dòng)胎架。然而，在國(guó)外，如日本，50年代已開始應(yīng)用管式活動(dòng)胎架，隨著數(shù)學(xué)放樣日益成熟，在一些國(guó)外企業(yè)，管式活動(dòng)胎架已基本

3、上取代了模板胎架。雖然管式活動(dòng)胎架已在模板胎架上作了一些改進(jìn)，但這些改進(jìn)依然滿足不了船舶企業(yè)需求，因?yàn)楸M管管式活動(dòng)胎架在縱向高度上可進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，但它橫向上是固定的，且胎架也是固定不可移動(dòng)的，這就造成零件—部件—組件的裝配物流路線過長(zhǎng)，資源消耗多。 本文基于中心制造船模式，對(duì)胎架展開了研究，用“柔”性胎架來保證其中間產(chǎn)品船體分段的型線，為船舶建造提供一種高效的工裝設(shè)備與生產(chǎn)方法。該工裝設(shè)備具有較強(qiáng)的通用性和靈活性，具體設(shè)計(jì)創(chuàng)新

4、點(diǎn)表現(xiàn)在：1.有較強(qiáng)的通用性，原來用來支承船體分段的模板改成絲杠，利用絲桿的自鎖性和可調(diào)性作為曲面分段肋骨型線變化的可調(diào)胎架支撐，可以上下調(diào)節(jié)；2.支撐絲桿頂部安裝可固定船體曲面外板的活動(dòng)磁性吸頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體外板的自動(dòng)定位。3.利用滑槽來對(duì)絲杠間的橫向距離進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足多型船體形線的變化。4.改固定式板式胎架為可移動(dòng)式胎架，使得小批量、多品種的船舶生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易流水化。 文中較詳細(xì)地介紹了柔性胎架的設(shè)計(jì)方案，分析了相對(duì)于傳統(tǒng)模板胎

5、架和管式活動(dòng)胎架的優(yōu)越性，闡述了生成柔性胎架的關(guān)鍵技術(shù)即從船體型值信息到柔性胎架坐標(biāo)信息的轉(zhuǎn)換過程；并利用pro/mechanica有限元分析軟件，對(duì)船體工裝設(shè)備柔性胎架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中采用完全的虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì)，直接建模與分析，使設(shè)計(jì)和分析能緊密結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)；另外，文中詳細(xì)介紹了船體質(zhì)量估算方法，根據(jù)胎架框架與絲杠復(fù)雜程度的不同，用兩種不同的分析方法分別對(duì)其進(jìn)行了分析優(yōu)化，最終得出了合理的柔性胎架。本研究形成的