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航天科技一院211厂多措并举应对超级2021侧记
来源:中国航天报     日期:2021年12月20日    字体:【】【】【

2021年,航天科技集团一院211厂承担的宇航任务首次突破“30+”。面对严峻形势,该厂打出组合拳,自主创新研发数字化生产线,着眼未来研究核心技术,优化管理大力提升零部件生产效率,多管齐下,“智”胜超级2021。

生产线“上新”

一些航天产品呈现多品种、小批量特点,生产线要求产品相对固定且大批量投产,二者的融合一直是航天数字化生产线建设及应用的难题。

2021年年初,211厂发动机喷嘴数字化柔性生产线启动试运行。不同于以往工序级的生产线,它实现了产品全流程自动化、混线生产、质量数据100%采集,它的建成标志该厂生产线建设取得了质的突破,迈上了新的台阶。

发动机喷嘴是推进剂的输送装置,直接影响着发动机的燃烧稳定性和火箭推力。以前,喷嘴检测、试验这些工序分布在不同厂房,全加工流程周转需要跨越5个厂房,涉及4条产品流转路线,遇到检测、试验任务多时,只能排队等待。所以,产品平均交付周期要大于100天。

项目人员梳理了从毛坯到成品的整个生产线路,为生产线配备了打标机、三坐标等,建立了自动成品库。此外,项目人员还对YF-75发动机氧喷嘴加工工艺流程进行了改进,让生产线运行更加流畅。

更令人惊喜的是,喷嘴数字化生产线可以混线生产。

生产管控系统通过物理流与信息流的有机结合,实现生产过程加工计划下发与自动报工、产品加工过程质量监控、数据记录等功能,实现产品全生命周期的立体追踪。工艺人员可以在管控系统中根据不同产品规划不同的工艺路线,满足多种型号产品的混线生产。

此外,生产线还支持“半程”入线。在生产线最外侧,配有一台人工打标机,这里是半程入线的产品“入口”。对于还处在研制阶段的新产品,可以在生产线外的设备进行机加工,然后经人工打标后进入生产线,完成后续的自动化生产流程。

同时,喷嘴数字化生产线实现了设备100%联网,质量数据100%自动采集、传输与存储,保障了产品加工质量的稳定性和一致性,让生产线更好地“跑”起来。

从制造到“智造”

具有自主知识产权的核心技术是企之重器,也是提升企业核心能力的催化剂。211厂不断开展具有自主知识产权的核心技术研究,提升核心技术能力,从制造向“智造”转变。

高强铝合金舱段普遍应用于211厂多个型号产品。以前,该型舱段产品以铸造、锻造为主,但是铸造、锻造生产均有“缺陷”。在一重点型号预研阶段,该厂提出采用增材制造方法,并得到设计部门的认可。

但是舱段毛坯重量过大,超出了电弧增材设备工作平台的承载极限。攻关团队自主研究工作平台的结构,拆除平台废重,并设计制作了“八爪”结构工装,不仅大幅降低了平台自重,还最大限度地扩展了成形零件的尺寸。

研制之路往往布满荆棘。舱段刚上架,问题又出现。由于内壁上的特征结构,舱段需要翻转90度后成形。但是舱段太重,翻转易受到惯性影响,出现位置偏移。攻关团队在不增加重量的情况下,设计了定位装卡方案,解决了打印过程舱段偏移的问题,该厂成功掌握舱段产品3D打印技术。

核心技术的研发有些是为了技术储备,而有些则是为了满足任务需要。

共底贮箱质量轻、节省空间、贮存燃料多。该厂一直考虑用3.35米共底贮箱代替单组元贮箱。然而限于没有产品支撑,且需要多项关键技术支持,该厂共底贮箱的研制一直断断续续。此次,因为一型号产品对性能的要求大幅提高,该厂决定以此为契机,实现3.35米共底贮箱“零”的突破。

共底贮箱是一个全新的概念,从图纸变成产品还有很长的路要走,其中最大的难题是共底成型差。果然,共底贮箱生产到一半,共底与胚胎不贴合的问题出现了。研制团队边试验边调整校型方案。最终,以贴合胚胎与不贴合胚胎的临界值为起点校型,大大改善了共底成型情况,解决了困扰研制团队已久的问题。

产能再提升

逐年提升宇航任务数量的背后,离不开各零部件生产能力的持续提升,这其中就有运载火箭地面加泄连接器产能提升的功劳。

连接器承担着为箭体输送液体、气体的作用,被喻为“最复杂的地面设备”。2020年以前,211厂连接器生产模式是从零件的机械加工,到组件装配,直至连接器整体总装及测试,全过程都在28车间完成。

随着近两年任务量的增加,该厂对连接器的机械加工能力进行了整合。2020年4月,28车间的机械加工任务调整到31车间。

31车间接手零件生产后,主动分析连接器,实现主要零件数控加工。连接器气缸以前采用普通车床、铣床进行加工,效率较低,成为零部件生产的短线之一。业务调整后,31车间优化工艺流程,发挥以往工装生产优势,自制了多套工装,提升连接器生产效率。目前,31车间已经完成20余种连接器零部件产品的工艺优化,实现手工生产向数控生产的转变。

与此同时,作为连接器总装的28车间也在不断提升总装效率。人力资源紧张、连接器装配场地小是关键问题。28车间专门在生产现场外加装了用于临时存放产品的集装箱,扩大生产面积。同时,车间还成立了两个突击队,确保每件连接器都可以集中优势力量迅速装配,避免个别零件滞后影响整体生产进度。

千磨万击还坚劲,任尔东西南北风。虽然任务量的持续增加为211厂带来了极大的挑战,但是该厂上下拧成一股绳,并做好了充足准备,“智”胜超级2021指日可待!(王钰 宁丽红 曾一帆)

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