【大火箭之歌】大型箭体结构攻关团队 凝心聚力 铺就成功之路

 

大尺寸、新状态是长五火箭在研制生产中的一大特点,也是箭体结构生产的难点。京津两地各生产单位一路攻坚克难,克服技术状态更改频繁、齐套困难、两地通勤等一系列难题,守住了节点,保证了齐套,确保了产品保质按时交付。...





运载火箭箭体结构包括整流罩、仪器舱、贮箱、级间段等部分,其作用是把运载火箭各系统组合在一起形成一个完整的整体,相当于人体的躯干。大尺寸、新状态是长五火箭在研制生产中的一大特点,也是箭体结构生产的难点。京津两地各生产单位一路攻坚克难,克服技术状态更改频繁、齐套困难、两地通勤等一系列难题,守住了节点,保证了齐套,确保了产品保质按时交付。

贮箱焊接一次成


▲长征五号贮箱下架


贮箱焊接,历来是箭体结构生产的难点,而长五火箭贮箱的焊接难度是历史前所未有的。

一级氢箱是焊接难度最大的贮箱,而封箱焊接则是难度最大的焊接环节,当两个焊接难度“最大”碰在一起时,势必产生强烈的“化学反应”。长五一级氢箱封箱焊质量控制一直以来都是研制生产攻关难题,不仅如此,研制团队还要在生产周期上抢出足够多的时间,满足设计方案更改的需要。静力试验一级氢箱焊接时,由于缺陷太多导致焊缝切割重焊,设计单位决定更改设计方案,生产团队则要在极短的时间内完成新焊接参数和新工装的磨合,因为遥一火箭贮箱焊接任务就在眼前。

公司副总经理、天津火箭公司总经理陶钢要求55车间:务必实现长五遥一火箭一级氢箱装配一次成,焊接零排补的目标。为此,55车间展开了一系列攻关试验。他们利用试验件在新工装上模拟全新的焊接工艺,一点一点调试工装和焊接参数,每次出现问题,工艺员便会和操作人员现场进行协商,直到问题顺利解决才下班。经过了数不清的调试和摸索,新的工装特性和焊接参数终于被55车间摸透。遥一火箭氢箱封箱焊也终于首次实现了装配一次成,焊接零排补的目标。

长五遥一火箭二级氧箱由5车间负责,生产周期异常紧张,仅后底铆接就涉及100多项零部件。为此,5车间在制定计划时就采用了双班倒和3班倒,保证所有环节不因人员问题影响进度,确保产品各生产环节的时间节点。同时,针对技术状态更改频繁这一特点,5车间要求主管调度员、工艺员全程跟产,发现问题第一时间在现场解决,严格执行长五问题“不过夜”的标准。最终,长五遥一火箭二级氧箱提前20天完成了整箱焊接生产,顺利交付,确保了长五火箭按节点整箭总装。
新技术与传统经验强强联合


▲长征五号整流罩合罩


新技术在长五火箭箭体结构生产中的运用,提高了效率和质量;而传统经验在箭体结构生产中,则体现出制造技术的集成与优化。

长五火箭作为我国目前直径最大的新一代运载火箭,研制生产的工作量呈几何式增长,体现最明显的是产品铆接,不管是整流罩还是级间段,铆钉数量远超现役火箭。为提高工作效率,更好地保证产品铆接一致性,56车间集智攻关,积极推进自动钻铆新技术在长五火箭上的应用。

每项新技术的应用都不是一帆风顺的,从试验到最终应用到产品上,都是一次艰辛的攻关。新自动钻铆设备最怕的便是设备与产品产生干涉,一旦划伤、碰伤产品,便会导致产品报废。56车间主任钱伟介绍说:“只有摸透新设备的性能和每项产品的数据,实现全生产过程仿真后,产品才能正式上架。”为此,自2013年大型自动钻铆设备落脚56车间后,车间积极推进自动钻铆技术的全生产过程仿真。那段时间,车间工艺人员加班加点,在短时间内实现了图纸由二维到三维的转换。同时,积极摸索自动钻铆设备性能和各项产品数据,最终实现了自动钻铆的全生产过程仿真,有效避免了新设备在工作中与产品产生干涉,使自动钻铆设备在最短的时间内应用在实际生产中,大大提高了长五火箭各部段和整流罩的铆接效率。

长五整流罩和部段装配中,减小产品吊装后的变形量,保证产品顺利对接,则是他们综合运用传统制造经验攻克的又一研制难题。从试验箭到合练箭再到遥一火箭,结合15车间的技术支持,56车间通过给产品带“紧箍咒”和穿“背背佳”,总结出了一套行之有效的办法,有效避免了产品吊装后产生的变形。“紧箍咒”,顾名思义便是在产品装配时,利用箍带将产品箍紧,这样在产品吊装后便能有效控制产品变形。而穿“背背佳”则是在整流罩对接中,通过提前估算其变形量,在地面时利用工装先将整流罩进行反变形,这样在吊装后变形与反变形便能互相抵消,使整流罩对接变得易如反掌。

新技术和传统经验强强集合、相辅相成,为长五箭体结构生产护航。
OK双人组
京津两地协同作业是长五火箭研制生产中的一大特点,箭体结构、管路系统、发动机系统等多个领域都是京津两地主制车间协同作业完成的,涉及3车间、5车间、15车间、16车间、23车间、53车间、55车间、56车间等多个生产单位。而其中的亮点之一当属3车间和53车间,两个单位就好比科比和奥尼尔巅峰时期组成的“OK双人组”,默契十足,在相互配合下顺利完成了一项又一项任务。

环形防晃板是长五箭体结构中的关键零部件。由于长五遥一火箭的技术要求较合练箭更加严格,所以设计对产品的尺寸要求也就更加严格,这就给产品加工和校形带来了新的挑战。南苑厂区没有专用设备进行成型,而该零件由于尺寸大、壁薄、结构复杂,成型后变形严重,需要经验丰富的钣金师傅手工校形。为此,3车间与53车间经过沟通协商后,决定零件成型和拉伸由53车间负责,而校形则由3车间委派经验丰富的工人师傅完成。专门负责环形防晃板校形的张国威师傅说:“这个零件在校形过程中需要纯手工敲打找平,敲打时还不能太用力,一旦表面产生裂痕就会报废。”一发长五火箭有40件环形防晃板,而一件防晃板从初步成型后校形,再到焊接后校形一共要敲打近2万多次才能满足设计要求的尺寸。这样算来,一发长五火箭上的防晃框保守估计也要敲打50万次之多,并且还是精雕细琢的仔细敲打。最终,在京津两地共同努力下,长五遥一火箭40件环形防晃板全部提前交付,所有尺寸均符合设计要求。

同样,大型框环是长五最具代表性的产品之一,该产品在3车间热处理后经过“三千吨”设备成型,变形严重,无法校形。而53车间由于热处理方式为大型真空炉,淬火时间短,产品在热处理时便变形严重,无法成型,两个主制车间均无法满足设计要求精度。为此,3车间与53车间一同梳理该零件生产流程,商讨应对方案。经过反复沟通,两个车间决定,由3车间完成该零件的热处理,随后送53车间利用其拉形机将零件拉平,并在53车间下料,然后再返回3车间利用“三千吨”成型,成型后最终再拉回53车间进行实效。虽然增加了产品的转运次数,但是却有效地利用了两个车间的优势,互通有无,取长补短,在两个车间的配合下,该产品全部满足设计要求精度,顺利交付。

文字:张昊

图片:吴思 徐婷婷

编辑:金石开


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