航天科技集团一院211厂天津火箭公司积极创新攻关记

文章来源:中国航天报 发布时间:2023-03-03

现役运载火箭部段型材类端框均采用型材拉弯成形工艺制造而成,不同截面和直径的产品均需研制专用的拉弯模具,不同尺寸的端框直径还要使用专用的拉弯机。

在航天科技集团一院211厂天津火箭公司53车间,有2台拉弯机,70多套拉弯模具,总重近800吨。从借用移动库房,到临时散放在现场各工位,再到尚未建成的存放地,细数拉弯模具的“搬家”史,其存放使用成本可谓高昂。为解决这一难题,53车间充分调研,试验摸索,开辟了一条“专用”变“万能”的新道路。

挑战,不畏困难

在多方调研和实地考察后,53车间将目光聚焦到了滚弯成形工艺上。采用滚弯成形,可大大降低成本,还能确保高精度进而满足型号技术指标,天津火箭公司工艺技术处与53车间项目研发团队暗暗下定决心,一定啃下这块“硬骨头”。

滚弯是坯料在滚轮施加弯矩的作用下逐渐被弯曲成形的工艺过程,相比于拉弯成形,滚弯更像一把“万能钥匙”,它的模具尺寸不受型材长度限制,一套模具适应不同曲率的零件,并且设备占地面积小。

论证调研过后,终于进入了试验验证阶段。但因新冠疫情防控,原定15天的指导被临时改为2天。这意味着,从未使用过滚弯机的工艺员和工人们,需要在2天时间内快速学会设备的使用方法,并独立完成后续试验。对此,随滚弯机厂家的技术人员一脸的不可思议:“两天学会滚弯机,这怎么可能?”

很快,53车间拉弯岗的员工们就给了他一个“航天震撼”。2天时间里,他们虚心向厂家技术人员请教。团队内合理分工:工艺员李倩学习设备操作及参数调整,工人学习模具拆装。最终,他们在2天内掌握了滚弯机的用法。

火箭型材框零件为大尺寸、非对称型材,采用滚弯成形,目前国内没有经验可循。正式开始试验后,连续几次滚弯成形出的零件都呈扭翘的“麻花形”,一次又一次失败,每个人都皱起了眉头。

滚弯设备自由度较高,每滚弯一次就要同时调整5个参数。怎么达成平衡的比例,使零件不扭翘呢?团队成员按照零件变形规律,采用分段编程的模式,经过20多次参数调整,终于成功滚弯出首件不扭翘的“半圆形”型材框,迈出了滚弯代替拉弯成形验证的关键一步。

连续3周无休,加班加点地反复摸索验证、总结规律,53车间试验团队终于首次成功实现了型材滚弯成形的验证试制。

创新,永不止步

在实现了滚弯成形后,53车间又有了新目标:取消型材类端框成形过程热处理、缩短工艺流程、提高效率。

该车间工人们的日常工作总是拿着铁锤“当当”地敲击,做淬火后的修整。由于车间来料通常是软料,受工艺方法限制,型材类端框成形需采用“软料拉弯+淬火+补拉修整+人工时效”的生产模式,每个端框热处理时间约4小时,且淬火后零件变形严重,需进行大量的手工修整,这样不仅效率低下,还容易造成工人们听力受损、劳动强度过大等身体损伤。

为了改变这一现状,53车间秉承着3条创新思路:取消热处理、热处理前移、热处理与成形合并。最终,他们完成了硬料滚弯成形的首次验证,同时还独立调试出了3种截面软、硬料型材滚弯成形均可行的工艺参数,试验件也能基本满足设计的指标要求。

据统计,滚弯成形代替拉弯成形后,生产效率可提升40%,模具成本降低70%,总成本降低40%。以一新型号为例,仅用于新制直角型材框的拉弯模具和钳口就要花费约348万元,但若换为滚弯成形,仅需90万元左右新增6套滚轮。而这节省的258万元,只是滚弯替代拉弯后“降本”总金额的九牛一毛。

宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。打造滚弯成形这把“万能钥匙”,实现“提质、降本、减员”3个增效的优异成绩的背后是53车间项目研发团队调研论证近1年、连续3周无休加班加点试验的成果;是“关关难过关关过”的突破进取和永不言弃;更是他们积极创新攻关、自我革新的最好体现。

创新的旅途上永远没有终点站。未来,211厂天津火箭公司53车间将进一步深入摸索型材类端框滚弯成形机理和变形规律,控制成形精度和一致性,力争早日实现型号应用。(瞿甜旗)