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中国航天科技集团公司工程设计项目简介专题配音文案
发布时间:2011-12-6 10:04:12    

申报省级优秀工程设计项目简介
西安航天动力研究所
聚四氟乙烯全自动喷涂成型工程项目

中联西北工程设计研究院
陕西昕宇表面工程有限公司

2010年8
中联西北工程设计研究院
西安航天动力研究所聚四氟乙烯全自动喷涂成型工程项目
申报省级优秀工程设计项目简介

  西安航天动力研究所原名中国航天科技集团公司六院第十一研究所,是我国战略战术导弹和大型运载器液体火箭发动机研究设计单位。发动机因在高温、高腐蚀、高震动状态下运转,工作的环境恶劣。因此选用具有优良耐高温耐酸碱性能的聚四氟乙烯材料。手工生产一个配件一般需要几个班组人员轮流长达60小时不间断作业才能完成,合格率仅能达到50%左右。随着我国航天事业的突飞猛进,急需将手工生产转化为工业化生产,于是,第十一所委托我院进行新设备——聚四氟乙烯自动喷涂成型设备的设计制造。
  该配件因工艺特殊,转换成工业生产尚无先例可循,要实现自动化障碍很多。我院设计人员经反复研究,成功研制出了聚四氟乙烯自动喷涂成型设备。
  该设备由工件输送系统、自动喷涂装置、烧结室、工件定位模和自动化控制系统组成。
  工件输送系统:由链传动装置、支架、胎模托盘、不锈钢外罩组成。   
自动喷涂装置:选用日本FANUC M-10iA型机器人,选用进口全自动喷枪系统。烧结室:由于工艺净尘要求,设计人员设计了无鼓风高精度电烘箱。
  工件定位模:具有旋转装置。
  电气自动控制系统:由一面控制柜集中控制,可编程序控制器(PLC)为控制核心,系统具有自动、手动功能。
     在该项目工程设计中,我院设计人员经过对生产工艺的深入研究和反复试验,通过引进先进的机器人仿形技术和创新研制的无鼓风烧结炉技术,成功实现了聚四氟乙烯喷涂成型生产工艺。
  该项目研制的聚四氟乙烯自动喷涂成型设备,在业界还没有先例可循,已获得实用新型专利一项。项目主要技术创新点有以下三个方面:
  首先,创新设计的无鼓风高精度烧结炉,精确控制炉腔温度在450℃±1.5℃,无扬尘,不产生夹渣等瑕疵,烧结均匀,可有效保证烧结质量。
  烧结和喷涂是该航空配件加工过程中的重要环节。烧结温度的不同直接影响产品的的物理、机械和电气性能。我院设计人员研制的无鼓风高精度烧结炉通过炉内无风搅拌均温无鼓风电烤箱很好地保证了炉腔温度,该电烤箱的空气调节方式采用自然对流/平衡调温法,在连续工作的情况下控制系统根据设定温度点,通过自动运算输出的结果去控制加热器的输出量。炉内工作室内热传递方式采用热辐射和自然对流相结合的方式,确保了炉内空气循环和炉温的动态平衡,将炉腔温度精确控制在450℃±1.5℃,完全能满足产品工艺要求。
  其次,应用机器人仿形为首的各种自动化技术,变手工生产为自动生产,对反复百余次的喷涂轨迹和喷涂量进行精细控制,很好地保证了喷涂质量,合格率达到100%。
     喷涂精度直接影响着产品的合格率,制成一个这种航空配件,需要一次喷涂30分钟,循环喷涂几十次,整个过程不间断长达60小时。以往手工喷涂质量很难保证,产品淘汰率高达半数。我院设计人员采用了机器人仿形技术,对金属胎模进行仿形,编制喷涂路径,机械手末端安装自动喷涂设备进行喷涂。使得百余次喷涂的轨迹和喷涂量是一样的,产品质地均匀,性能稳定,合格率100%。
  最后,该项目运用的自动化技术,将几十种不同品种、不同型号的生产工艺集合成一个程序,实现了一台设备上完成几十种不同工艺航空配件的批量化全自动生产,成功地将原来在实验室中通过人工精雕细琢完成的高精度航天配件试制过程转换为高精度全自动控制的工业化生产。

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