天問(wèn)一號(hào)“太空剎車”發(fā)動(dòng)機(jī)“開(kāi)關(guān)”四川造

　　2月10日晚，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器實(shí)施近火捕獲制動(dòng)，環(huán)繞器3000牛軌控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作約15分鐘，探測(cè)器順利進(jìn)入環(huán)火軌道，成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”目標(biāo)的第一步，環(huán)繞火星獲得成功?！疤靻?wèn)一號(hào)”能夠在環(huán)火軌道上以正確姿態(tài)按預(yù)定軌道飛行，也有“四川造”的助力。

　　溯源

　　一閥一“身份”

　　2016年7月，中國(guó)航天科技集團(tuán)七院所屬的四川航天烽火伺服控制技術(shù)有限公司特種閥事業(yè)部接到了某型號(hào)兩種電磁閥的生產(chǎn)任務(wù)訂單，數(shù)量近百臺(tái)，加工精度要求極高：閥腔內(nèi)孔、密封副密封面的表面粗糙度0.2微米，并要在30倍顯微鏡下進(jìn)行對(duì)比檢查，且不得有多余物。同時(shí)，兩種電磁閥還要經(jīng)得起嚴(yán)酷的溫度環(huán)境考驗(yàn)并保持良好的密封性能。

　　這兩種電磁閥分別應(yīng)用在“天問(wèn)一號(hào)”環(huán)繞器軌控發(fā)動(dòng)機(jī)和姿控發(fā)動(dòng)機(jī)上，確?！疤靻?wèn)一號(hào)”在環(huán)火軌道上，以正確姿態(tài)按照預(yù)定軌道飛行。

　　“電磁閥就相當(dāng)于‘水龍頭’，起到開(kāi)關(guān)和控制作用?！惫炯夹g(shù)指揮閆守紅說(shuō)，“兩種電磁閥成對(duì)裝配，一個(gè)控制氧化劑路，一個(gè)控制燃料路?！?/p>

　　為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)加工前，閆守紅將所有圖紙進(jìn)行了梳理，并對(duì)加工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)判。僅用了2周時(shí)間，她就帶領(lǐng)工藝團(tuán)隊(duì)完成了兩種電磁閥60多種零件的工藝編制任務(wù)。

　　閆守紅大致算了算，一個(gè)長(zhǎng)度只有82.6毫米、成人手掌般大小的電磁閥，從開(kāi)始生產(chǎn)加工到出廠交付，需要4個(gè)月到半年時(shí)間。

　　航天產(chǎn)品還講究“可追溯性”?！懊恳粋€(gè)閥都有一個(gè)‘身份證’，背后詳細(xì)記錄著‘出生’過(guò)程?！惫咎胤N閥事業(yè)部總經(jīng)理兼行政指揮彭民告訴記者，假設(shè)產(chǎn)品交付，聯(lián)合整機(jī)做試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有一點(diǎn)故障，都必須“歸零”。他說(shuō)，“我們要分析閥出現(xiàn)的問(wèn)題，一個(gè)個(gè)排除。如果一共交付了100個(gè)閥，其中1個(gè)出現(xiàn)了問(wèn)題，就要查是否與剩下的99個(gè)有關(guān)聯(lián)，如果有，則所有的都要返工、返修甚至報(bào)廢?！?/p>

　　加工

　　給零件“掏耳朵”

　　“百分之百”質(zhì)量要求下，“特種閥”的加工難度可想而知。

　　電磁閥的大多數(shù)零件都需要10余道工序才能完成，然后再由零件形成部件，部件裝成組件。其中，個(gè)別零件的加工工序達(dá)20多道，涵蓋了車、銑、磨、鉗、研、熱處理、電子束焊、慢走絲等多個(gè)工種。“零瑕疵、零缺陷”是需要全力達(dá)成的目標(biāo)。

　　大致呈圓柱形的殼體組件是電磁閥的主體結(jié)構(gòu)零件，由三種零件焊接而成，材料包括不銹鋼和軟磁合金?！凹庸すこ讨校毒吲c不同材料‘碰撞’，磨損快且程度不一樣，導(dǎo)致內(nèi)孔加工的粗糙度不一致?！惫咎胤N閥事業(yè)部車工技師靳小強(qiáng)表示，在大家合力攻關(guān)下，采用了半精車加工，將加工余量控制在0.03毫米內(nèi)，厚度相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的一半。

　　此外，特種閥并非批量化生產(chǎn)的產(chǎn)品，且設(shè)計(jì)特殊?！八^‘車工一把刀’，我們有時(shí)需要根據(jù)產(chǎn)品特性自制刀具。”靳小強(qiáng)說(shuō)，針對(duì)此次電磁閥殼體孔徑不一致的特點(diǎn)，他自制了一把深小孔階梯鏜刀，配合內(nèi)孔徑階梯式的變化。

　　電磁閥殼體中有多個(gè)深小孔及交叉孔，有的孔徑只有1.5毫米，整體深度達(dá)到50毫米，所有深小孔及交叉孔口不允許有毛刺，且孔邊必須是光滑的圓弧倒角。為了滿足要求，公司特種閥事業(yè)部鉗工組組長(zhǎng)姜支剛用高速鋼、硬質(zhì)合金自制各種尺寸的刮刀20余種，最小的比牙簽還細(xì)。

　　要“解決”的毛刺，通常是毫米甚至微米級(jí)別的。每次工作，姜支剛都要長(zhǎng)時(shí)間伏在強(qiáng)光燈下，有時(shí)還要借助30倍顯微鏡進(jìn)行作業(yè)，就像是給零件“挖耳朵”一樣，先剔一點(diǎn)，再緩緩勾一圈，還要輕輕磨一下。

　　解決了毛刺，零部件加工便進(jìn)入了更加精細(xì)的研磨階段。一般來(lái)講，零部件精度要求極高：不及頭發(fā)絲1"16的微米級(jí)尺寸公差、能照出人影的表面粗糙度……

　　在研磨工作室內(nèi)，已有33年從業(yè)經(jīng)歷的公司特種閥事業(yè)部研磨技師李堅(jiān)向記者展示了研磨機(jī)具體操作過(guò)程。她先將研磨套套在研磨桿上，并涂上自制的研磨膏，隨后又將電磁閥殼體套入，向前壓動(dòng)后，研磨桿開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，對(duì)殼體內(nèi)壁進(jìn)行更精確的塑形和研磨。

　　反復(fù)研磨后，李堅(jiān)憑借經(jīng)驗(yàn)和手感就能判斷出是否已滿足工藝要求?！霸儆闷蛯?duì)殼體內(nèi)進(jìn)行清洗，清洗干凈后再用30倍工具顯微鏡，檢查內(nèi)腔是否真的達(dá)標(biāo)，有無(wú)雜質(zhì)，光潔度如何。”李堅(jiān)說(shuō)，一個(gè)零部件的加工，可能需要經(jīng)過(guò)多次的研磨、洗滌、檢查。為了防止靜電，洗滌時(shí)還不能戴手套，所以長(zhǎng)年累月下來(lái)，她的手多皺裂，皮膚比常人干燥得多。

　　清潔

　　指印都不能留下

　　新設(shè)備的引入，提升了此次“天問(wèn)一號(hào)”電磁閥加工的質(zhì)量和效率。

　　“電磁閥使用的是比較敏感的軟磁合金材料，我們?cè)谧鰺崽幚砑庸r(shí)要保證產(chǎn)品具有較好的磁性能?！惫咎胤N閥事業(yè)部23車間熱表處理主管工藝黃又滋表示，為了保證此次“天問(wèn)一號(hào)”電磁閥的質(zhì)量、性能和潔凈度，特地定制了一臺(tái)處理設(shè)備，以最高精度和恒溫均勻性對(duì)零件進(jìn)行加工。他說(shuō)，“盡管加工時(shí)間翻倍，但是因?yàn)闋t膛環(huán)境好，污染小，做出的零件顏色一致，不需要我們?cè)僮龈郊犹幚怼！?/p>

　　在完成熱處理等工序，將零件送入裝配間進(jìn)行組裝之前，還會(huì)有一個(gè)“清潔”環(huán)節(jié)。

　　“為了保證零件的潔凈度，我們不僅要用棉簽一點(diǎn)點(diǎn)清洗，還要借助高壓氣將棉花絲吹出來(lái)，再用吸塵器吸一遍?！遍Z守紅介紹，在清洗一遍后，工作人員需在強(qiáng)光下用30倍顯微鏡對(duì)零件進(jìn)行檢測(cè)，查看是否有殘余，“連一個(gè)指紋印都不能留下?！?/p>

　　驗(yàn)收合格后方可開(kāi)展后續(xù)裝配。在周轉(zhuǎn)至裝配間過(guò)程中，為了保證零件整體外觀無(wú)劃痕和碰劃傷，相關(guān)技術(shù)人員還設(shè)計(jì)了專用保護(hù)工裝?！袄缭O(shè)置有隔斷的周轉(zhuǎn)箱，能讓零件有效防止避免劃傷。并在箱子上包一層保鮮膜，再用有密封條的蓋子蓋好，增加保護(hù)性?！遍Z守紅介紹。

　　組裝工作由公司特種閥事業(yè)部班組長(zhǎng)林津牽頭的裝配團(tuán)隊(duì)在1萬(wàn)級(jí)潔凈間里完成。有的零件“微小”，組裝時(shí)更是在毫米或微米之間較勁。

　　例如在對(duì)以毫米計(jì)的閥芯組件進(jìn)行壓配時(shí)，需要將密封件閥芯壓入壓緊套，再整體壓入銜鐵。零件之間需要在零點(diǎn)零幾毫米的過(guò)盈量或者間隙中緊緊配合，稍不留意就會(huì)壓偏，導(dǎo)致零件報(bào)廢。

　　質(zhì)檢

　　至少20萬(wàn)次“壽命試驗(yàn)”

　　自2020年7月23日發(fā)射以來(lái)，“天問(wèn)一號(hào)”已在浩瀚宇宙飛行了6個(gè)多月，整個(gè)任務(wù)還將持續(xù)數(shù)月。如何確保探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)上的電磁閥在復(fù)雜的空天環(huán)境里長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行？“質(zhì)量把關(guān)就得過(guò)硬。”彭民說(shuō)。

　　為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，除了在加工裝配過(guò)程中“分毫必爭(zhēng)”，且不能有任何殘留外，工作人員還要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行30多項(xiàng)地面試驗(yàn)，看它是否經(jīng)得起各種環(huán)境“考驗(yàn)”。

　　“以前，衛(wèi)星產(chǎn)品壽命只需達(dá)到5年，現(xiàn)在大大增加了。”彭民表示，“壽命試驗(yàn)”是電磁閥需要通過(guò)的“關(guān)卡”。“利用專門的設(shè)備，通過(guò)不斷重復(fù)為電磁閥通電、斷電，使其一直循環(huán)進(jìn)行‘打開(kāi)’和‘關(guān)閉’的動(dòng)作?！彼f(shuō)，根據(jù)不同型號(hào)，這樣的循環(huán)檢驗(yàn)至少要進(jìn)行20萬(wàn)次，最多達(dá)到45萬(wàn)次。如出現(xiàn)一次故障，將面臨返修或淘汰。

　　新聞多一點(diǎn)

　　“四川造”特種閥智能化生產(chǎn)線將于6月前投用

　　2月初，在四川航天烽火伺服控制技術(shù)有限公司一個(gè)面積約2700平方米的廠房?jī)?nèi)，加工電磁閥所需的智能化設(shè)備已“各就各位”，正由專人進(jìn)行單點(diǎn)調(diào)試中。

　　據(jù)特種閥事業(yè)部副總經(jīng)理夏晴川介紹，該廠房?jī)?nèi)布置的電磁閥智能化生產(chǎn)線，覆蓋了殼體加工、線圈繞制、閥座精加工等工序，預(yù)計(jì)6月1日前正式投入使用?！邦A(yù)計(jì)將提升10倍的生產(chǎn)效率，年產(chǎn)值能達(dá)到1萬(wàn)套。”他說(shuō)。

　　“以后我們進(jìn)行電磁閥殼體加工時(shí)，只需要在終端電腦上建立相應(yīng)的任務(wù)，按下啟動(dòng)后，機(jī)器就會(huì)自動(dòng)根據(jù)儲(chǔ)存或設(shè)定的零件數(shù)據(jù)，對(duì)材料進(jìn)行加工，然后研磨、清洗并烘干。”夏晴川表示，所有流程中的數(shù)據(jù)都會(huì)通過(guò)信息化平臺(tái)，自動(dòng)生成報(bào)告?zhèn)魅牍痉?wù)器。他說(shuō)，“生產(chǎn)的每一枚閥，都會(huì)有一個(gè)專屬代碼和數(shù)據(jù)包?！?/p>

　　同時(shí)，夏晴川告訴記者，殼體加工單元的智能化生產(chǎn)線投入使用后，只需要一個(gè)人進(jìn)行操作?！跋喈?dāng)于代替了以前四五個(gè)人的工作，因此該崗位對(duì)技術(shù)人員的要求也更高，必須是一個(gè)懂車工、研磨、測(cè)量的復(fù)合型人才，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的操作也要更熟悉。”他透露，該崗位的工作者，將從廠內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)人員內(nèi)培養(yǎng)選拔。

　　盡管未來(lái)可實(shí)現(xiàn)電磁閥加工、裝配以及周轉(zhuǎn)的自動(dòng)化和智能化，但在一些環(huán)節(jié)還是需要人為把關(guān)。“例如我們把零件放入傳送帶統(tǒng)一自動(dòng)清洗后，還是得需要工作人員挨個(gè)檢查，在30倍顯微鏡下查看是否有殘留或瑕疵。”夏晴川介紹。（華西都市報(bào)-封面新聞?dòng)浾邨畛浚?/p>

　　轉(zhuǎn)自：封面新聞

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