Методика моделирования фаски отверстий в корпусах объектов подводного кораблестроения под вварку насыщения
Authors: Rusanovskiy S.A. , Khudyakov M.P. , Cherenkov N.I. 
Published: March 2020

При постройке современных объектов подводного кораблестроения остро встает вопрос повышения точности вварки различных конструкций в прочный корпус. В первую очередь сильно влияет на точность подготовка кромок отверстий в прочном корпусе. Ввиду большой толщины корпусных конструкций и произвольных положений ввариваемых объектов поверхность разделки отверстия под сварку имеет сложную форму. Применение криволинейной разделки под сварку, характерной для других отраслей промышленности в подобных задачах, в кораблестроении не используется вследствие технологических проблем при обработке. Вскрытие и обработку отверстий производят на стапеле ручным способом, что определяет низкую точность изготовления. При определении геометрии разделки применяются методы начертательной геометрии. Одним из способов, позволяющих кардинально повысить точность выполнения отверстий является применение мобильных технологических комплексов с числовым программным управлением. Однако для них характерна пониженная жесткость по сравнению со стационарными станками, обычно применяемых для механической обработки. Для эффективного применения мобильных технологических комплексов с числовым программным управлением требуется математическое описание поверхности разделки кромок отверстий под сварку. В статье рассмотрена типовая технология подготовки геометрии отверстий под вварку различного насыщения. Рассмотрены типовые требования нормативной документации к точности изготовления фаски отверстий. Предложен вариант моделирования фаски отверстий с помощью функционала современных САПР с применением поверхности дважды косого цилиндроида. Предложена методика геометрического моделирования криволинейных направляющих поверхности дважды косого цилиндроида. Предложен вариант геометрической аппроксимации плоской плавной кривой для построения первой криволинейной направляющей поверхности дважды косого цилиндроида на основе плоских сопряженных круговых дуг. Определено уравнение первой криволинейной направляющей поверхности дважды косого цилиндроида в случае выполнения отверстия на цилиндрической обечайке в плоскости, параллельной плоскости мидель-шпангоута.

The problem of increasing the welding accuracy of various structures into a pressure hull in the construction of modern underwater shipbuilding is especially acute. First of all, the preparation of the holes edges in a pressure hull greatly affects the accuracy. Due to the large thickness of the hull structures and random positions of the welded objects, the bevels surface of the weld hole has a complex shape. The use of curvilinear bevel for welding, which is characteristic of other industries in similar tasks, is not used in shipbuilding due to technological problems. Opening and processing of holes is carried manually out on the slipway. It determines the low accuracy of manufacture. When determining the geometry of bevel, methods of descriptive geometry are used. One of the ways to fundamentally increase the accuracy of holes is the use of mobile technological systems with numerical control. However, they are characterized by reduced rigidity compared to stationary machines, usually used for machining. For the effective use of mobile technological systems with numerical control, a mathematical description of the surface for cutting the holes bevels for welding is required. The article describes a typical technology for preparing the geometry of holes for welding of various saturations. Typical requirements of standart documentation for the manufacturing accuracy of holes bevel are considered. A variant of modeling the holes bevel using the functionality of modern CAD systems using the surface of a double oblique cylindroid is proposed. A technique for geometric modeling of curved guiding surfaces of a double oblique cylindroid is proposed. A variant of geometric approximation of a flat smooth curve is proposed for constructing the first curved guide surface of a double oblique cylindroid based on flat circular arcs. The equation of the first curved guide surface of the double oblique cylindroid is determined in the case of making a hole on the cylindrical shell in a plane parallel to the plane of the midship.