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江南工业集团航天座椅缓冲器制造试验纪实

10月16日,神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功,并完成载人飞船与空间站组合体自主快速交会对接工作。中国兵器江南工业集团制造制造的航天座椅缓冲器,将在继“神五”至“神十二”之后,再次保障航天员返回地球时的着陆安保。

江南工业集团从1994年开始研发、承制航天座椅缓冲器,这是神舟号系列飞船返回舱中的重要设施。在返回舱即将着陆时,座椅缓冲器将发挥作用,减缓巨大的瞬间冲力,从而保障航天员的生命安保。

2017年,公司接到一批航天座椅缓冲器制造任务,立即召开董事会扩大会议和专题布置会,拟定了具体实施方案和义务人。公司主管高度重视,实行公司直接经营,制造经营部机构协调,数字控制加工分厂具体实施,六分厂、精良公司协助制造,各单位紧密配合。历经一年多时间,公司圆满完成了制造科技评审、器械加工、热表加工、制品组装、检测试验等各项工作,按计划节点及时交付制品,得到了航天五院的认可。

整个研发制造过程中,并不是一帆风顺,背后的坎坷故事耐人寻味。

攻克从传统制造到数字制造的转轨难题

机加部件制造可谓是困难重重,以前负责制造的原力德公司部分制造能力转移到精良分公司,存在装备自动化加工能力不强、制造效能不高等情况。公司董事会决定,将机加、组装任务调整至数字控制加工分厂,据此,制造经营部重新进行了制造布点。数字控制加工分厂安排彭小彦、马鸣石、赵宇方、贺鹏等多名高级技师进行部件机加制造和组装。

刚开始机加制造就遇到难题,以前加工活塞杆内孔是使用普通车床镗削加工,加工一件需要20个小时,影响制造进度。公司首席专家、数字控制加工分厂科技室刘国栋主任提出采用卧式加工中心运用枪钻新制造科技。公司技能带头人赵宇方熟练地操作着工作母机,整个加工过程非常顺利,但是在用枪钻加工完后他发现内表面存在加工波纹,这肯定不符合制品品质要求。于是他和在一旁的刘国栋进行讨论,刘国栋解析可能是退刀时刀速过快导致刀具摆动幅度过大刮伤内壁。赵宇方在退刀时停止主轴反转,再用手摇轮控制刀具进行手动缓慢退刀,内表面加工波纹的问题终于得到解决。

说起组装,最难的莫过于过盈组装。需要合装的上接头外径比卡环的内孔还大,贺鹏就遇到了这种头疼的难题。按照以前的组装方法,通过热胀冷缩的原理,将上接头放入冷冻箱里降到10-15℃,将卡环放入箱式电炉中加热至180℃,保温时间到后,拿出部件利用工装进行组装。这一次,他们用了较大压力才完成配合,这明显不符合组装要求,只能进行科技攻关。贺鹏通过与制造科技人员交流后,决定从调整加热温度着手,保温温度10℃一次的往上加,当卡环加温到230℃时,上接头才能顺畅地装入到卡环中,攻关成功,同时进一步细化了部件组装制造科技。

走好制品试验的“坎坷路”

从2018年6月13日起,制造经营部机构各单位召开航天座椅缓冲器首次制造协调会到2018年10月28日为止,公司圆满完成了制造组装任务。在这四个多月时间里,通过大家共同努力终于将制品制作成功,送至航天五院进行鉴定试验。从此刻开始,面对的考验才真正来临。

前期的检测过程都比较顺利,但是到制品检漏时,出现了漏率过高的情况。丁洵建议按照密封圈、下位机构、上位机构从简到难的拆装方案进行排查。将第一件制品密封圈更换后进行试验,问题居然迎刃而解,正当大家以为攻关成功时,第五件制品又出现漏气,并且更换密封圈后问题依然存在。这时贺鹏在拆装过程中,发现密封圈有细微划痕,他解析可能在安装密封圈时遭到外沿边角挫伤,于是他提出将特种润滑脂涂抹在密封圈上,将密封圈轻轻滑到下位锁舌槽内,保证密封圈不被挫伤。这时刘虹提出可以使用备用的下位锁舌进行更换,试一试新部件,看看情况。结果喜人,第五件制品漏气问题解决后,检漏试验一直到最后一件都没有再出现问题。

完成检漏试验紧接着就是振动试验,就在试验的过程中,大屏幕显示振动曲线图出现异常。为了排除组装同轴度不符合要求,检验试验中心数检室一班副班长郭捷打电话回厂让同事翻查记录,但是并未发现异常。数字控制加工分厂制造室主任郭云彪解析制品在振动台上未装正,也可能出现该问题。于是,崔先华将振动台上的船盘拆下来后,发现制品接触船盘有蹭伤,他们将蹭伤位置进行打磨抛光后,重新将制品对准装好在工装上。检验试验中心科技室副主任喻春前向航天五院科技人员提出建议,希望更换他们检测装备上的船盘。试验再次启动,振动曲线图恢复了正常。
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