船體放樣與號料

1、 第二章 船體放樣與號料 第二章 船體放樣與號料 放樣：將圖紙上按一定縮尺比例繪制的船舶型線圖，放大成1：1的實尺圖樣。放樣方法：手工放樣和數(shù)學放樣船體放樣的內(nèi)容：1理論型線放樣2肋骨型線放樣3船體結(jié)構(gòu)線放樣4船體構(gòu)件展開5提供后續(xù)工序所需資料 第二章 船體放樣與號料船體構(gòu)件號料，就是依據(jù)放樣提供的構(gòu)件樣板、草圖、樣桿和數(shù)據(jù)，在平直的鋼板和型材上劃出構(gòu)件的切割線及加工線等。同時，還要在材料上合理的排列各構(gòu)件圖樣，以求省料省工，這一工作稱為套料。 2-1 船體型線放樣一、理論型線放樣船體理論表面：對于鋼質(zhì)船舶，是指船體骨架外緣所構(gòu)成的曲面（不包括外板及甲板的厚度）。1格子線的繪制型線圖上的格子線

2、：各組船體型線在相應投影面上的投影線。是型線放樣中測量尺寸的基準。1格子線的繪制（1）激光經(jīng)緯儀（2）用激光經(jīng)緯儀繪制直線（基線）（3）用激光經(jīng)緯儀作直線的垂線2梁拱曲線的繪制梁拱曲線：甲板型表面與橫剖面的交線梁拱高度：H=B/50B/100常用的梁拱曲線：拋物線型、圓弧型、折線型（1）拋物線型梁拱曲線圖 2-4 拋物線型梁拱曲線的繪制 OA=B/2 OC=H四等分OA得d，e，f 四等分AD得1，2，3H（2）圓弧型梁拱曲線22228282BHBHyxHH圖2-5 圓弧型梁拱曲線的幾何關系簡化為: 22xyHR 圖2-6 甲板梁拱樣板求得梁拱曲線后即可釘制梁拱樣板。 3甲板中心線的繪制與光順

3、各站的梁拱高度，是甲板中線處相對于甲板邊線處的甲板高度差。在劃有各對應站線的甲板邊線交點之上，得各站甲板中線高度，如圖27所示。用樣條光順地連接這些高度點，即得甲板中線。 圖2-7 甲板中線的繪制4型線光順的原則與要求一般的，不存在不應有得凹凸現(xiàn)象得曲線（曲面），稱為光順（或光滑）的曲線（曲面），使不光順的曲線（曲面）成為光順的這一過程稱為光順工作，簡稱光順。型線光順：放樣時按照型值表給定的型值繪制型線，對該型線進行修改，以求得到光順的型線。為保證船體型線光順的正確、有效，則應滿足以下基本要求：關順性和一致性原則（1）船體曲面上任一點在三個投影圖上的型值必須相互吻合，即保持一致性，其型值誤差不

4、得大于2mm；（2）所有的型線必須是關順的；（3）型線修改關順后，各點型值應盡量接近原設計型值，以免影響船舶性能。船體型線的光順，通常是以橫剖線圖為主要光順對象，這種橫向型線間的協(xié)調(diào)性正是縱向型線（水線及縱剖線）光順性的間接表現(xiàn)，如圖28和29所示就是型線協(xié)調(diào)性與光順性之間關系的實例。若該縱剖線是光順的，斜率的變化應符合逐步遞增、逐步遞減或逐步遞增（遞減）到逐步遞減（遞增）的變化規(guī)律。圖2-8 光順的縱剖線ab bc cd de ，且斜率變化是逐漸的，因此，可初步判斷該縱剖線是光順的圖2-9 不光順的縱剖線abbccddeabbccdde，顯然，表明該縱剖線是不光順的，則該縱剖線將趨于光順。并

5、且，從橫剖線圖上初步判斷：若c點的高度減小，使5型線繪制及光順步驟型線的繪制是根據(jù)船體型線圖給出的型值和尺寸數(shù)據(jù)，在相應得放樣格子線上標出各型線點，然后按型線光順得原則和要求，用樣條進行光順并繪制出光順得型線步驟為：1）外型線的繪制及關順（1）在縱剖線圖上繪制并光順首、尾輪廓線、甲板邊線和折角線；（2）在半寬水線圖上繪制并光順甲板別線和折角線；（3）用樣桿將縱剖線圖及半寬水線圖上甲板邊線、折角線的高度及半寬型值轉(zhuǎn)錄到橫剖線圖上，進行三向光順，最后繪出光順后的甲板邊線和折角線；（4）繪制梁拱曲線并釘制梁拱樣板，然后在縱剖線圖上繪制甲板中線。2）在縱剖線圖上，按照型線光順的原則與要求，繪制并光順各

6、站橫剖線。3）在半寬水線圖和縱剖線圖上繪制并光順水線和縱剖線4）在橫剖線圖上作一根或多根斜剖線進行光順性檢驗，再次修順型線。二、肋骨型線的放樣肋骨型線放樣，對船體建造有著重要的作用：它直接尾船體橫向構(gòu)件提供型線，也是船體型表面的具體實現(xiàn)的保證；為船體外板和其他構(gòu)件的放樣、展開、制作樣板、下料、加工和裝配等提供依據(jù)；可為首柱、軸出口等局部復雜型線的放樣及光順提供方便。三、尾軸出口處型線的放樣尾軸的數(shù)量和布置形式如圖2-10所示：1）軸中心線在中線面上，并與基平面平行圖（a）；2）軸中心線在中線面上但與基平面成一傾角圖（b）；3）軸中心線在船體兩側(cè)，平行于中線面和基平面圖（c）；4）軸中心線在船體

7、兩側(cè)，平行于中線面，但于基平面成一傾角圖（d）；5）軸中心線在船體兩側(cè),平行于基平面，但與中線面成一傾角圖（e）；6）軸中心線在船體兩側(cè),與中線面和基平面都成一傾角圖（f）。1尾軸出口處肋骨型線光順的要求尾軸出口處肋骨型線的放樣，既要保證軸殼本身的光順性，又要保證軸殼縱向及橫向都能與船體曲面光順過渡。為了滿足軸殼橫向與船體曲面光順過渡的要求，放樣時只要求出軸殼在相應肋骨處的圓弧半徑，以相應的軸心為圓心作圓弧，并用反圓弧將其與原肋骨線光順連接即可；為了滿足軸殼縱向光順的要求，通常是通過作縱向斜剖面來光順和檢驗，而這又是求取圓弧半徑的重要手段。 所選擇的縱向斜剖面必須滿足：（1）其在橫剖線圖上的投

8、影直線應通過尾軸的軸心，即通過軸殼圓弧的所有圓心；（2）在橫剖線圖上的投影直線應垂直于軸殼開始凸起處的原始肋骨線，使其貫穿整個軸殼板，以便求取軸殼在各肋骨線處的全部圓弧半徑。 圖2-11 尾軸出口處肋骨型線放樣樣棒2尾軸出口處肋骨型線放樣的方法和步驟根據(jù)設計提供的圖紙，以知軸中心線在船圖兩側(cè)，且與中線面和基平面平行，又知軸殼在8肋骨處的半徑R8，軸殼從1211肋骨之間某處開始凸起，到8肋骨止。（1）在橫剖線圖上繪出軸中心線的投影，如圖a）所示；（2）在橫剖線圖上，過軸心點O作12肋骨線的垂涎，得到；（3）在橫剖線圖上各原肋骨線與直線的交點到基準點A的距離，用樣桿轉(zhuǎn)錄到縱剖線圖的各對應肋骨線上，

9、再用樣條將各點連成光順的曲線；（4）在圖b）上，在8肋位，由軸中心向下取R8，過B點作直線或曲線與些剖現(xiàn)光順過渡；（5）以O位圓心作圓弧，分別以各半徑作圓弧，圓弧兩端接近對應的肋骨線；（6）以同樣的方法作反圓弧，最后將各反圓弧的圓心連成關順曲線。 四、首柱放樣1首柱放樣必須滿足的光順條件：（1）各首圓弧曲線必須與相應的曲線,折角線，甲板邊線和舷墻頂線等光順地連接；（2）首柱中心線一定在中線面上且必須光順；（3）各水線,折角線，甲板邊線和舷墻頂線與相應首圓弧相切的切點所連成的首圓弧切線必須是關順的，如圖2-12所示；（4）通過各首圓弧的任意剖線及直剖線必須是光順的。 圖2-12 首柱及光順要素1

10、繪制首圓弧1）作首圓弧折角線2）求首圓弧半徑3）作首圓弧半徑曲線，并檢驗其光順性4）用上述光順所得的首圓弧半徑和圓心位置，在半寬水線圖上繪制各首圓弧，并使相應的水線，甲板邊線和舷墻頂線與它們相切放樣的方法和步驟：2繪制首柱與外板的接縫線此項工作的目的是為首柱展開及制作首柱加工樣板提供依據(jù)。3首部肋骨根部型線的繪制首柱型線確定后，即可運用輔助線的方法求取肋骨根部的型線。輔助線作法有：1）在縱剖線圖上作若干根平行于首柱中心線的輔助線2）在半寬水線圖上作若干條等分各首圓弧的輔助線3）在半寬水線圖上作若干條輔助縱剖線 圖2-15 首部肋骨根部型線的繪制 2-2 船體結(jié)構(gòu)線放樣船體結(jié)構(gòu)由船體外板，甲板和

11、內(nèi)部骨架組成。結(jié)構(gòu)線放樣是根據(jù)設計的肋骨型線圖、外板展開圖和結(jié)構(gòu)圖提供的信息，繪制全部的結(jié)構(gòu)理論線。結(jié)構(gòu)線放樣主要是在肋骨型線放樣的基礎上補繪出全部的結(jié)構(gòu)理論線或其投影線。一、縱向構(gòu)件放樣縱向構(gòu)件放樣的主要內(nèi)容，是在肋骨型線圖上繪出縱向構(gòu)件與船體型表面及各肋骨剖面相交線的投影。上口線：甲板縱垳與甲板的交線下口線：甲板縱垳腹板與面板的交線外口線：舷側(cè)縱垳與船體外板的交線內(nèi)口線：舷側(cè)縱垳腹板與面板的交線二、外板接縫線的排列外板接縫線的排列主要是參照設計提供的肋骨型線圖和外板展開圖。進行接縫線排列前，必須掌握下列情況：（1）必須準確掌握用于該船舶的鋼板規(guī)格；（2）掌握船體外板的裝配方法和步驟；（3）

12、了解外板的彎曲形狀；（4）船廠加工、焊接設備的技術性能，加工、焊接的方法等。排列外板縱縫線時，應綜合考慮以下要求：（1）板縫線的排列應能充分利用原材料。（2）板縫線的排列應使外板便與加工。（3）若外板縱縫之間或縱縫線與內(nèi)部結(jié)構(gòu)線之間呈小角度相交則會使焊縫熱影響區(qū)擴大，影響焊縫質(zhì)量。（4）縱縫線的排列應便于構(gòu)件的裝配和焊接。（5）排列滿載水線以上的縱縫線時，應該在保證施工工藝性的前提下，使這些縱縫線與甲板邊線近似平行，并沿船體全長關順，盡量不要錯開，以保證滿載水線以上船體外板的美觀。 圖2-17 縱縫線與肋骨線的關系縱縫線與肋骨線正交，使展開后的外板形狀縱縫線與肋骨線正交，使展開后的外板形狀接近

13、于矩形，有利于提高鋼板的利用率。接近于矩形，有利于提高鋼板的利用率。圖2-18 平板龍骨縱縫線的排列圖2-19 板縫線的排列圖2-20 雙層底分段縱向分段線 圖2-21 橫剖線圖上列板和縱縫線名稱2-3 船體構(gòu)件的展開一、展開的概念1將那些在投影圖上不能表示出真實形狀的空間曲線實形求出，并攤開在平面上的過程稱為展開。空間曲面分為可展開曲面和不可展開曲面。可展開曲面：能通過幾何作圖發(fā)精確地求出其展開地真是形狀，大部分船體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和舾裝件屬于可展曲面構(gòu)件。不可展開曲面：不能運用幾何作圖法求得其精確的展開圖形，船體外板曲面多屬于這種。展開船體構(gòu)件的幾何作圖法，可分為準線法和撐線法。二、求投影實線、肋

14、骨彎度及準線展開的三要素： 求投影實長 求肋骨彎度 確定準線22LLK 1求投影實長 具體求法見圖2-22 2確定展開用地準線圖2-22 空間曲線實長求法光順曲線光順曲線3求肋骨彎度（沖勢）確定肋骨線在外板展開圖上的形狀時，可將船體外板近似地視為圓柱面，如圖2-23所示。在平行中體部分，由于圓柱面地母線垂直于肋骨剖面，因此圓柱外板的法面與肋骨剖面平行(或重合)，其展開圖上肋骨線呈直線。在首、尾部分，由于圓柱外板的母線與肋骨剖面不垂直，因，外板法面與肋骨剖面斜交，展開圖上的肋骨呈曲線狀。展開圖上肋骨與過其舷線的法面展開線間的最大拱度稱為肋骨彎度。圖2-23 肋骨彎度的幾何概念n展開圖上肋骨曲線與

15、過其弦線的法面展開線（呈直線）間的最大拱度，稱為肋骨彎度。n肋骨彎度可用作圖法或計算法所取，如圖2-24所示。圖2-24 肋骨彎度的求法QR與與CD組成的組成的圓柱面的法面圓柱面的法面縱縫縱縫準線準線由上圖可得關系式：sKmL22KmKmsLLK式中：s肋骨彎度； m肋骨型線圖上肋骨線與其舷線 間的準線長度。n凡屬正彎形外板，展開后肋骨彎度的方向一律朝向船體中部；反彎形外板的肋骨彎度方向，在首部朝向首，在尾部朝向尾。n然而，外板展開圖上肋骨的彎曲的方向統(tǒng)一有下述規(guī)律：外板展開圖上的肋骨彎度方向，和肋骨型線圖上對應肋骨曲線的彎曲方向永遠是一致的。三、準線法展開船體構(gòu)件運用準線法展開船體構(gòu)件，都是

16、先在肋骨型線圖上作出所要展開構(gòu)件的準線投影線，并求出構(gòu)件縱縫線和準線實長，以及中間肋骨的肋骨彎度，再以展開的準線為基線作出船體構(gòu)件展開圖。1垂直準線法展開縱向構(gòu)件，如圖2-26所示。1）非扭曲型縱向構(gòu)件的展開（1）作準線（2）求準線實長（3）作展開圖圖2-26 旁底桁的展開肋骨剖線肋骨剖線準線實長準線實長2）扭曲狀舷線縱垳的展開 這類構(gòu)件的特點是其肋骨剖線是相互不平行的直線，實際上是一種不可展開的螺旋曲面。因此，不可能有在肋骨型線圖和展開圖上均為直線的準線存在。故通常采用分段作垂直準線并分段展開的方法近似地展開。圖2-27 扭曲舷側(cè)縱桁展開1a+2b+3c+4d所謂測地線，就是連接曲面上兩定點

17、地最短曲線，如果這個曲面是可展的，則展開圖上的測地線就成為一直線。利用測地線作為準線的方法稱為測地線法。2測地線展開船體外板測地線法可分為兩種：1）扇形板測地線展開法（1）作測地線（2）用求投影實長的方法求上下縱縫線和測地線的實長（3）求中間肋骨的肋骨彎度（4）作展開圖圖2-28（a）測地線法展開扇形板m-肋骨線弦線與弧線所夾準線長1.過O4作本身弦線的垂線得O3、O52.過O3作本身弦線的垂線得a4、b23.量取弧b2O2=a4O4（量取方向相反）得O24.過O2作本身弦線的垂線得a3、b15.量取弧b1O1=a3O3得O16.同樣可求得O6、O77.光順連接O1、O2O7圖2-28（b）

18、測地線法展開扇形板圖2-28（c） 測地線法展開扇形板5將4，O4，4連成光順曲線1作一直線（測地線），過D點作垂線pp（法面）2量取s得O4，從測地線實長線上轉(zhuǎn)錄O1、O2O73用樣桿沿4肋骨線錄下O4到上下縱縫交點間的肋骨長度4對準展開圖上的O4，使樣桿上的上下縱縫交點落在pp上得4，42）菱形板測地線展開法 所謂菱形板，即其在肋骨型線圖上的投影形狀像菱形。若仍用扇形板測地線的作法，則測地線很可能不貫穿全部肋骨線，而越出縱縫線。所以，使測地線不與中間肋骨線垂直，而是偏轉(zhuǎn)一定角度，貫穿全部肋骨，這是菱形板測地線的特點。菱形板測地線展開法（1）作測地線（2）求上下縱縫線和測地線的實長（3）求中

19、間肋骨的肋骨彎度（4）作展開圖圖2-29（a） 測地線法展開菱形板1.過4、3肋骨線的中點O4、O3分別作本身肋骨弦線的垂線， 得 a3, b5, a2, b42.取弧b5O5=O3a3（量取方向相反）得O53.取弧a2O2=O4b4得O24.過O2作2肋骨弦線的垂線，得a1,b35.取弧a1O1=O3b3得O16.用同樣的方法求得O6、O7圖2-29 （b） 測地線法展開菱形板圖2-29 （c） 測地線法展開菱形板4余下的方法與扇形板一樣。1作一直線為展開的測地線，定出首尾方向，標出O1、O2O7；2以直線O4a3的實長和肋骨弧線長O3a3在直線O4O3上作三角形4a3O3；3按肋骨彎度方向

20、在直線O4a3上取O4A=s，過A點作直線O4a3的垂線pp；圖2-29 （d） 測地線法展開菱形板3）統(tǒng)一測地線法用模擬手工作測地線的方法進行船體外板數(shù)學展開時，為了避免對扇形板和菱形板進行判別，通過分析兩種測地線作法的原理，提出一種通用的測地線作法稱為統(tǒng)一測地線。圖2-30 統(tǒng)一測地線的作法1過外板兩端肋骨弦線的中點作本身的垂線得 C1、C5；2過C1C5作直線得O3、O4；3從這兩點向兩端作出完整的測地線3十字線法展開船體外板在肋骨型線圖上，若外板各肋骨弦線相互平行，且它們中點的連線為垂直于肋骨弦線的直線，則它實際上相當于柱形面上的一根母線。由測地線的作法可知，這一直線就是測地線的特例。

21、這種垂直于中間肋骨弦線的直線形測地線投影，稱為十字線。圖2-31十字線法展開舭部外板四、撐線法展開船體構(gòu)件在各四邊形上加一條對角線，并近似認為它展開后為一直線，作展開圖時，對角線可以撐住四邊形，使之唯一地定位，這就是所謂的撐線法，亦稱三角形法。具體做法見下圖。圖2-32 （b）撐線法展開舷墻板1在水線半寬圖上等分下口線；2過各點作上下口線的垂線aa1、bb1并投影到縱剖線圖上；3做四邊形abb1a、bcc1b1的對角線并投影到縱剖線圖上。圖2-32 （a）（c）（d）撐線法展開舷墻板五、首柱板展開鋼板首柱一般是具有雙向曲度的空間曲面，故只能用近似方法進行展開。因此具體展開方法有多種。下面簡要的

22、介紹一種近似展開的思路，見下圖。圖2-33 首柱展開2-4 樣板和號料對于沒有實現(xiàn)數(shù)控加工的情況，加工前應根據(jù)上述放樣的資料，將船體構(gòu)件精確地劃在平直的鋼板和型鋼上，并標上船名、構(gòu)件名稱及加工符號等，這一工藝過程稱為船體構(gòu)件號料。一般有樣板號料、草圖號料、投影號料、自動號料。一、樣板 草圖及其號料1樣板及其制作樣板按其用途可分為號料樣板、加工樣板、裝配劃線樣板和裝配角度樣板；按其空間形狀可分為平面樣板和立體樣板（樣箱）。制作樣板的材料，有木材、扁鐵、薄鐵皮、油氈和紙板等。圖2-34 木質(zhì)平面樣板1）三角板的制作 制作三角板，每塊三角板樣板除應與相應肋骨型線準確吻合外，還要有相應組合的定位準線，

23、以保證使用時能準確地表現(xiàn)外板的曲面形狀。 下圖表示#15-#19肋骨的一塊外板的三角板制作情況。圖2-35 三角樣板的制作（2）量取aa，bb（500800）得ab；（3）將ab等分4份（4個肋骨檔）等分點為各三角樣板的高度基準點；（4）按每根肋骨型線制作木樣板，直條板的同一邊與準線OO對齊，再定上兩根斜撐板條。（5）在釘制好的樣板上標注船名、構(gòu)件名、肋位號、準線、高度基準線、上下縱縫線等標記。（1）過肋骨線中點a,b作直線OO；圖2-36 三角樣板的使用2）樣箱的制作樣箱是由基面板框，肋骨剖面樣板和側(cè)面板框等組成。樣箱基面的切取方法有與肋骨剖面垂直和不垂直兩種。 下圖所示為一正切樣箱，其制作方法如下：（1）在肋骨型線圖上，畫出樣箱的基面線和檢驗線，并在靠近上下縱縫線的外側(cè)畫出樣箱的側(cè)面線和；（2）按樣箱部分的肋骨型線和有關剖面曲線，制作各肋骨剖面樣板、基面板框和側(cè)面板框；（3）將各肋骨剖面樣板、側(cè)面樣框等垂直地在基面板框上按對應位置組合