「加工零件」青春担当好团队|中国石油大学(华东)高端装备制造技术创新团队:务实创新,不负青春勇作为

互联网 2019-05-07 09:56:00

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2016年11月3日20时43分,我国最大推力新一代运载火箭长征五号从中国文昌航天发射场点火升空,约30分钟后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道,长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。它标志着中国航天事业有了重型运载工具,从此中国在浩瀚的宇宙有了更为宽广的活动舞台。长征五号首飞是中国火箭技术的跨越式进步,标志着中国从航天大国迈向航天强国。
长征五号遥二火箭是长征五号运载火箭工程的第二发试验箭,搭载发射的实践十八号卫星,将验证东方红五号新一代大型卫星平台关键技术,并开展多项新技术在轨验证工作。2017年7月2日,长征五号遥二火箭在海南文昌航天发射场实施发射,火箭飞行至346秒时突发故障。为了找到原因,中国运载火箭技术研究院首都航天机械有限公司成员们根据发射时采集的数据,进行了大量的问题梳理,然后通过模拟复现当时的状况,推测出现事故的原因,一共梳理出几百项可能的原因。他们根据分析仿真计算及地面试验结果,排除了一个又一个的问题。最后在一年多之后对外公布了最终结论,故障原因为芯一级液氢液氧发动机一分机涡轮排气装置在复杂力热环境下,局部结构发生异常,发动机推力瞬时大幅下降,致使发射任务失利。
查明原因后,设计部门针对发射失败的原因,更改了涡轮排气装置的设计图纸,在原零件的基础上增添了五个导流叶片。但是,在正常情况下,生产零件需要提前一年甚至几年就开始准备。设计图纸进行大幅度修改,现存的库存零件全部报废,新零件的生产任务变得重要而又紧急。
为了保险起见,此次零件的材料从不锈钢改成了镍基高温合金,再一次增大了加工难度。镍基高温合金,由于其高强度、高硬度、抗腐蚀、耐磨损等优良性能,被广泛应用于航空、航天、石油、化工、船舶、兵器、电子等行业和领域。但是,该类材料使用传统机械加工方法进行加工时存在刀具损耗严重,加工成本高,加工效率低下等多种问题。电火花加工方法不受材料强度和硬度的限制,被广泛应用于该类材料的加工。然而,传统电火花加工方法却存在加工效率低下、能耗大、加工过程中释放有害气体等问题。
时间紧急,任务艰巨。负责单位十分重视此次改进。所有具备了火箭涡轮排气零件的车间聚在一起,开会讨论。所有人的都认为时间紧张,如果用传统的机械铣削去生产零件,不仅会突破时间节点,拖慢我国航天事业的发展,而且成本很高,会造成严重经济损失。讨论过程中提出使用中国石油大学(华东)刘永红、纪仁杰所带领的高端装备制造技术创新团队所研究的高速数控放电铣削技术的方案。
刘永红、纪仁杰所带领的高端装备制造技术创新团队研究开发出电火花电弧复合高速数字化铣削技术及其数控机床,开发出三轴联动、四轴联动、五轴联动高速加工机床。这项技术加工钛合金的加工速度可达21494mm3/min,而目前国际上已有的电火花铣削加工技术加工钛合金的最高加工速度仅为3000mm3/min,大大提高了工作效率。
方案确定后,团队成员前期通过多次试验,突破了此次零件的刀具路径自动编程和参数摸索优化等多个难题,把加工时间从24小时缩短到8小时以内。而且高速放电铣削技术,对材料的强度硬度无要求,特别适合这种机械难加工材料的快速加工,给此次的生产争取了很多时间。同时,高速数控放电铣削机床的刀具是几块钱的石墨管,而机械刀具一把需要几百上千元,加样一个零件就需要好几把刀具,此次技术的运用也节约了成本。最终,各个车间按期完成零件生产,保证了重要航天任务的顺利完成。
中国航天科技集团副总经理杨保华表示,长征五号遥二火箭2017年7月发射失利后,过去一年中国航天科技集团进行了归零总结。按计划长征五号遥三火箭将于2019年7月中下旬发射,目前总体进展顺利。
近年来,高端装备制造技术创新团队一直从事精密微细石油防砂筛管制造技术及装备、绝缘工程陶瓷电火花加工技术及理论、数字化高速放电铣削技术及机床的研究工作。在3000米深水防喷器控制系统、海洋废弃井口电火花机械复合切割技术、复合型腔割缝筛管及其微细等离子加工技术与应用基础理论等方面取得了富有创新性的研究成果。在3000米深水防喷器组电控系统方面突破24项关键技术,取得11项创新性成果,研制出3000米深水防喷器组及控制系统;在国内外首次提出了海洋废弃井口头电弧机械复合切割方法,设计完成了海洋废弃井口头切割机器人,实现了套管切割过程的全自动控制和地面监测;首创具有国际领先水平的复合型腔割缝筛管微细等离子成形改性一体化加工技术。团队务实创新,勇攀高峰,充分体现了新时代青年追求卓越的境界、迎难而上的担当、干事创业的激情和脚踏实地的作为。
(通讯员 胡小清)