玻璃鋼船艇模具成型工藝應用的探討


0 引言
    工藝是實現設計意圖 ,完成產品的重要手段。任何產品在完成設計之后 ,都要通過各種工藝過程才能終形成 ,因此 ,工藝工作與產品質量、與生產發展的關系是十分重要的。然而 ,大多數玻璃鋼生產廠家往往只重視設計而忽視工藝 ,真正重視工藝工作的 ,以工藝嚴格指導生產的廠家并不多。本文主要介紹玻璃鋼船艇模具的制作工藝過程和具體工藝要求 ,對玻璃鋼船艇的陽模和陰模的制作工藝進行了詳細的分析和介紹。
    1 產品總體工藝方案的設計思想
    ( 1)根據船艇水上快速運動特性和玻璃鋼材料的特性 ,要保障船艇的各項技術指標 ,在很大程度上取決于船艇形體的制作質量。為此 ,對船艇模具制造工藝的設計 ,則以高起點、高檔次、高標準的工藝技術思想為基礎 ,選定采用木質陽模為過渡模 ,翻制玻璃鋼成型 (陰模) 的制造工藝形式 ,以確保滿足設計圖樣和技術要求 ,符合 CB /Z180 - 1998船用玻璃纖維增強塑料制品手糊成型工藝及 CB /Q 016 -1998玻璃鋼船用模成型工藝標準 ,實現船艇形體設計的制作質量要求目標。
   (2) 制作木質陽模 ,其工藝性強 ,技術含量高 ,對制作的技術、技能及制作經驗具有相應的能力要
求。為此 ,木質陽模的制作質量將由拷貝的玻璃鋼成型模作為船艇成型質量的終考核依據。
   2 船艇木質陽模制造工藝
   2. 1 型線放樣
 根據船艇型線圖型值 ,按實艇尺寸 ,以 1: 1比例移植到樣臺。由于考慮木制陽模模面加工時的強度 ,在型線放樣中 ,將各站距間增設一道 1/2#站 ,以使拼裝模條跨距縮小 ,增強模條受力強度和減小型變量。型線放樣完成后 ,要求檢驗復核驗收定型。
    2. 2 造模樣板制作
   (1) 造模樣板主體材料采用 P15~20的多層夾板及松木。工藝要求:夾板無分層、厚薄均勻。造模樣板輔助襯檔及面板均采用松木 ,其含水率 ≯18%。
   (2) 制作造模樣板應在樣臺上 ,以基線和中心線為基礎 ,將橫剖面型線的輪廓線分別錄制在標注有各自站號的樣板上 ,并進行切割修型精細加工。工藝要求:各站橫剖面樣板的加工與橫剖面型線的對應誤差應 ≯0. 5mm,并要求檢驗復核。
   (3) 在樣板連接加固中 ,應按樣板對稱性要求進行連接加固。工藝要求:樣板拼接加固成型以后,不得產生扭曲松弛變形現象 ,加固板條端面應距樣板輪廓線以下 20~30mm。
    2. 3 制模場地的選擇
   (1) 制模場地應選寬敞、通風、干燥、清潔干凈、無塵污染、地面平整的場所。
   (2) 制模場所必須具備起吊設備及照明設施。
    2. 4 造模基礎平臺制作
   (1) 在選定的制模場地上應根據船艇主尺度和施工周轉范圍量合理的設置平臺基礎。
   (2) 平臺基礎的設定應與地面貼合緊密牢固、平穩。工藝要求:平臺基礎制作的水平度和平直度誤差應 ≯±1mm,并要求檢驗復核確認。
   (3) 加設天平線 ,天平線支撐架可利用腳手架和自制鐵架 或其他方式 建立。工藝要求:天平線支架設立應牢固、可靠 ,天平線可采用 1mm的鋼絲 ,用重物垂吊拉制而成。
    2. 5 制定基礎中心線及各站線
   (1) 利用設置的天平線 ,在造?;A平臺上定出平臺中心線。以平臺中心線為基礎 ,在中心線兩側可用自制劃規制作垂直平行線的方法 ,制定出各站橫向站線 ,然后用直尺分別定出各站半寬站點并進行校核確認。
   (2) 在確定各站線、站點后 ,必須標定出各站號標記。工藝要求:所制定的主尺度型線及橫向各站線間距平行度與理論站線間平行度相對偏差應 ≯1mm。
    2. 6 樣板的設定
   將制作好的造模樣板 ,分別以中心線和各自的站位準確對應設定。樣板設立艏部以樣線為基礎 ,統一朝向 ,并利用天平線和線錘 ,垂直校核逐一調整各站樣板。工藝要求:各站造模樣板經校核確定后 ,可用連接木條加固固定形成立體箱。
    2. 7 模面拼裝
   (1) 模面拼裝條采用松木條 紅松 ,其含水量≯18%。以造模樣板外輪廓線為基礎 ,將拼裝木條制作后 ,用泡力水以“U”型三面涂刷封孔處理 ,泡力水干燥后 ,按鋪設地板的方法逐一按序進行拼裝。工藝要求:對每根拼裝板條 ,經加工后都應用泡力水進行封孔處理。
    (2) 在拼制過程中 ,每拼裝一根 ,應對其拼合面用膠水涂刷粘結 ,并站板間拼裝用 2~3個釘子進行中間加固 ,使板條形成整體效應 ,增強模面剛度。工藝要求:在拼制中 ,如遇拼裝板條長度不夠或曲面度過大而不能光順過渡時 ,可按拼裝方法加工完成 ,但要求拼裝接頭不能設立在同一斷面上 ,而形成過大的折角點 ,應該合理地錯檔拼接 ,光順過渡。
    2. 8 木質模面粗制加工
    (1) 模面拼裝完成以后 ,可用電刨或者磨光機對模面階梯和折角進行機械粗制加工。工藝要求:在粗制加工中 ,應以拼裝條低折角點為加工基礎 ,平整、光順模體。
    (2) 模面粗制機械加工完成以后 ,對拼裝產生的開縫、缺損及低洼處 ,經測量后劃出加工標記 ,可用封孔劑和原子灰進行填補修正。工藝要求:粗制模面加工的平整度、光順度在2m內不得有 5處偏差大于 1mm的間隙誤差量 ,并要求有檢驗科按型線復測驗收確認。
    (3) 船模檢驗應符合廠標 BC/Q 016 - 1999玻璃鋼船模成型工藝中的有關標準。船模主尺度:型
長允許偏差 ≯ ±0. 125%,型寬允許偏差 ≯ ±0. 25%,型深允許偏差 ≯±0. 25%。工藝要求:對木質模體主尺度進行測量考核 ,以負公差為控制手段。
    (4) 為保障模面的整體性加工效果 ,在模面粗制機械加工并經型線復測驗收確認后 ,表面糊制M300 ×2玻璃氈 ,糊制可采用平接方法 ,拼縫錯開。固化后應清除糊制面的毛刺及高聚物。
    2. 9 模面修型制作
    對船體初步整體修型主要是平整度、光順度、曲順度的修整處理。修理工序如下:
    (1) 砂磨表面處理完成后 ,可用原子灰進行局部缺陷的修補批嵌、砂磨處理 ,修整可反復進行 ,直至質量符合要求。工藝要求:對艇模平直面的砂磨 ,可采用平直方木塊包裹砂紙或采用專用打磨工具進行打磨 ,打磨面呈平直狀態。對曲面的砂磨 ,可采用軟泡沫包裹砂紙進行打磨 ,軟泡沫輕壓易隨曲面貼服 ,打磨面呈曲平面狀態。終加工質量應進行驗收確認。
    (2) 局部修整完成后 ,應進行整體飾面修形 ,以保證形體模面的一致性。整體飾面修形采用易打磨膩子或易打磨樹脂材料 ,修形可反復進行 ,每次易打磨膩子噴涂成型厚度可控制在 0. 65~0. 75mm。
    工藝要求:在修形中 ,每次易打磨膩子或樹脂材料噴涂成型固化后 ,可用 400#→600#→800#水磨砂紙按工序干砂加工 ,該工序以整體光順修形為主 ,終打磨成型質量 ,視曲面及平直面基本無明顯光順過渡硬點及局部凹凸點為止 每道砂磨加工質量應驗收確認后 ,再進行下道工序的施工 。
    (3) 整體飾面修型完成后 ,可采用噴涂高光膠衣對磨面再次進行深度精細加工 ,高光膠衣修形可反復進行 ,在修形中 ,每次噴涂成型厚度控制在0. 2~0. 25mm即可 ,待修形面定型后 ,高光膠衣噴涂成型厚度控制在 0. 4~0. 5mm。工藝要求:在修形中 ,每次高光膠衣噴涂成型固化后 ,可按 400#→600#→800#水磨砂紙順序加工,
但要求后標號砂紙的痕跡必須覆蓋前標號砂紙的痕跡 ,待修形面定型后 ,可按 800#→1000#→1200#→1500#水磨砂紙順序加工至符合光照無折影 ,影象不變形狀態要求為止。在水磨加工中 ,應謹慎上水 ,每隔 30~60min應將模具周邊及地面積水清除一次。每道砂紙水磨質量應驗收確認后 ,再進行下道工序的施工。
    (4) 高光膠衣整體飾面完成后 ,可采用美國進口研磨 1#砂紙 ,3#研磨膏進行循環研磨、拋光 ,直至徹底消除水磨砂紙遺留砂痕 ,呈亞光鏡面狀態。每循環研磨、拋光一次 ,應驗收確認后 ,再進行下道工序的施工。
    (5) 研磨工序完成后 ,可用美國進口 8#蠟對模具表面進行上光處理。工藝要求:上蠟、拋光 2次 ,上蠟、擦蠟 5次以上。模具表面呈鏡面狀態 ,擦蠟完成后 ,應進行驗收確定。[-page-]

    3 船艇玻璃鋼陰模制作工藝
    3. 1 噴涂膠衣
    在母模表面處理的基礎上 ,陰模成型施工前 ,為防止灰塵及其污染,應再次上蠟、擦蠟 3次以上 ,確保模具表面光亮呈鏡面狀態及脫模效果。噴涂模具膠衣 ,模具膠衣采用帝斯曼 南京8393 -W - 0100,固化劑采用天津阿克蘇 M50。工藝要求:膠衣噴涂前 ,應做好小樣實驗 ,掌握膠衣樹脂的固化特性 ,為施工時確定配方作參考 ,小
樣實驗中包括膠衣無氣泡的實驗。噴涂時 ,再按施工當日的氣候溫度合理的確定配方 ,膠衣噴涂好是晴天 ,噴涂應該均勻。該模具膠衣厚度為0. 8mm,局部大厚度應不大于 1mm。
    3. 2 成型
   (1) 陰模鋪層結構:該陰模殼板厚度為 15mm包括膠衣厚度 ,具體鋪層結構及操作順序為δ15 = GC + M30 + M300 + M300 + M450 ×3 +M450 ×3 +M450 ×3 +M450 ×4。工藝要求:陰模鋪層成型應根據操作情況進行 ,
但成型次數應不小于 7次完成 ,單層成型固化后 ,應給予熟化時間為 3~4h,多層成型固化 ,熟化時間為12h以上 ,方可進行下道鋪層工序的施工。模具翻邊陰角周向采用玻璃纖維長絲與樹脂的預浸料條進行制作。
   (2) 陰模鋪層 M30 +M300 +M300 +M450 ×4的成型 ,采用南京帝斯曼 430#樹脂 ,該樹脂為模具樹脂 ,收縮率低。固化劑化用天津阿克蘇 M50,其余輔層成型可采用 189#處理成型。工藝要求:在滾氈中 ,搭接縫應滾壓至平整 ,滾壓質量以無縫、無高、低感覺為標準 ,氈的樹脂含量應控制在 65% ~75%。189#樹脂應用主要是控制樹脂凝膠時間 ,配制時樹脂凝膠時間控制在45~60min為宜 ,過快造成工序未完成中途固化 ,影響產品質量 ,收縮率高 ,過慢易產生流膠。
    3. 3 模具骨架成型
   (1) 材料的選擇:模具縱向骨架芯材選用聚氯乙泡沫 ,橫向骨架芯材選用 P15多層夾板 ,邊口框架選用松木板材 ,其含水率應≯18%。
   (2) 骨架制造工藝要求:骨架制作應符合圖紙設計尺寸要求 ,骨架芯材的設置應做到橫平豎直、彎曲順暢。
   (3) 縱向骨架輔層、橫向骨架輔層、框架輔層均δ為 4 =R400 ×6 +M450。
   (4) 陰模糊制成型后給模具有一定的固化期。工藝要求:模具成型后 ,熟化時間為 15d以上,以使模具得到充分固化。
   (5) 模具表面加工處理:當艇體模具成型完成脫模后 ,應對模具邊扯口進行整形修飾,修整至邊口無毛刺、光滑、平整為止。
   (6) 模面的處理可視模面精度情況 ,必要時可用 600#→800#→1000#→1200#→1500#水磨砂紙按序進行加工。工藝要求:每道砂紙標號應磨至該標號砂紙的磨制痕跡后再進行下道砂紙標號的施工 ,每道砂紙砂磨完成后 ,應檢驗驗收確認 ,直至水磨完成。
    (7) 水磨加工完成后可采用進口 1#研磨砂和 3#拋光膏對模面進行研磨、拋光處理。工藝要求:研磨、拋光均為 2~3遍 ,上光擦蠟 5次以上 ,直至橫模面呈鏡面狀態 ,操作完成后 ,應報檢驗收確認。
    4 結語
    以上模具成型工藝只作為示范 ,僅供參考。工藝內容中將工藝流程的安排、質量的保證措施以及操作技術要點、工藝要求、質量檢驗等作出相應的安排。其主要目的是滿足和實現產品的設計要求 ,制定出工藝設計文件 ,并在建造中認真實施 ,確保工藝文件的貫徹執行。