淺談航天用微特電機多余物的預防和控制

陳湜蘭，張 瑗，周 玲，黃飛華

(中國電子科技集團公司第二十一研究所，上海 200233)

0 引 言

多余物是指產品中存在的由外部進入或內部產生的與產品規定狀態不符的物質[1]。航天型號任務是一項復雜龐大的工程，近些年由于型號任務生產過程中出現的多余物導致質量問題時有發生，甚至影響了發射和在軌任務。

為此，航天系統針對多余物的防控也先后發布了很多標準文件和產品保證規定，要求對于運動部件、連接結構、貯箱、管路、電子和機電產品、器件等重點產品，進行再分析、再確認，梳理易產生多余物和不易檢測、清除多余物的環節；分析多余物可能造成的影響，通過改進設計有效控制多余物的影響，同時降低產品對多余物的敏感性，提高產品的健壯性。

微特電機產品無疑是航天型號任務配套的重點單機，本文針對航天用微特電機產品在設計、工藝、生產、試驗、包裝和流轉等過程中對于多余物的控制，提出幾點初步的認識，供讀者參考。

1 微特電機產品特點

微特電機是將電能轉換為機械能，輸出轉矩和轉速，實現電能與機械能之間轉換的重要功能單機產品，它一般由轉子、軸承、定子、機殼、端蓋和引出線等幾部分組成，其中轉子由轉軸、磁鋼等組成，定子由定子鐵心和繞組等組成，典型結構如圖1所示。

圖1 航天用微特電機結構圖

航天用微特電機多余物的預防和控制必須通過認真分析產品研制全過程的各環節(5M1E)，即從人、機、料、法、環、測各方面識別，才能有效制定相應預防和控制措施[2]，如圖2所示。

圖2 航天用微特電機多余物預防和控制魚骨圖

2 產品多余物預防和控制

2.1 設計過程

微特電機產品在設計時應充分考慮多余物的預防和控制要求，一般可從材料選用、結構設計、工藝設計和檢查驗證等幾方面著手。

2.1.1 材料選用

微特電機產品所選用的材料必須考慮易加工且不易產生多余物，如在正常使用環境及有效期內所有材料不易發生氧化、腐蝕、掉屑等現象。同時應充分考慮安裝配合面材料由于磨損或咬死產生的多余物，如轉軸和機殼應考慮材料的硬度和耐磨性能，并選擇含鎳的不銹鋼金屬；鋁合金材料螺孔應規定螺釘擰入次數。

產品選用的磁鋼屬吸附性強的材料，必須在加工、使用時采取相應保護措施，如增加鈦合金磁鋼護套，加工、試驗過程中避免接觸金屬細屑，流轉過程中需隔離或單獨放置。

2.1.2 結構設計

在微特電機產品結構設計時，應考慮便于清除多余物，如避免存在不易清理的盲腔；零部件加工邊緣倒角、倒圓、去毛刺、銳角倒鈍；殼體的防護等級設計(防塵、防水)。為避免螺紋孔產生的多余物落入機殼內部的隱患，應采用盲孔設計。

2.1.3 工藝設計和檢查驗證

在產品檢查驗證時，首先應考慮生產試驗環境要求，在設計文件中規定重點控制部位及產品生產、試驗場地、裝配環境要求；其次是提出合理的工藝設計要求，合理選擇表面涂覆材料和熱處理、表面處理方法，保證產品在規定的使用環境條件下不脫漆、不脫鍍層、不發生氧化腐蝕生銹、不發生脆化斷裂，規定對加工過程中殘余漆、殘余膠等的處理要求，并規定必要的檢查要求，如產品合蓋前影像記錄、多余物檢驗控制點照片等多媒體記錄。

2.2 工藝過程

微特電機產品需進行設計工藝性分析，在制定工藝總方案、工藝流程和路線時就進行多余物預防和控制識別，并在具體的工藝方法中明確提出多余物預防和控制實施細則，并設置檢查記錄表單。

2.2.1 工藝流程

在產品工藝流程和路線策劃時，應充分考慮工藝布局，有些工序需物理隔離操作；本工序加工所產生的多余物盡量在本工序處理完畢，如無法完全處理干凈的則需考慮檢查手段或進行設置專門“清洗”工序。

2.2.2 工藝方法

工藝師應合理選用并制定產品工藝方法，應防止多余物的產生，或考慮便于清除多余物的工藝方法。在微特電機產品加工工藝選用中，應同時考慮工藝步驟、加工材料性質、工序可能產生的多余物種類、多余物產生和滯留的位置，更為重要的是識別多余物的檢查手段和解決措施。經過多年的工藝加工經驗累積，形成了航天用微特電機典型工藝多余物產生和解決措施，如表1所示。

2.2.3 檢查記錄

在易產生多余物的加工點或關鍵重要控制點，如下線焊接、產品裝配工序時，應設置多余物檢驗環節并制定相應的多余物檢查記錄表單，表單可包括：檢驗要求、工具、方法和照片記錄、多媒體影像記錄要求等。

2.3 生產和試驗過程

生產和試驗過程才是多余物控制的關鍵環節。在設計和工藝提出要求的同時，需要強有力的執行和及時的反饋，才能有效預防和控制多余物，以下從影響生產和試驗的幾個關鍵因素進行分析。

2.3.1 人員要求

從事微特電機生產和試驗人員必須經過含有多余物預防和控制內容的崗前培訓，考核合格后持證上崗，同時還應定時復訓和不定期抽查考核。因人員因素是不可控因素，故需加強人員的質量意識宣貫教育。提高人員技能水平，在按章操作時可有效減少返工和重復次數，減少多余物產生的風險。

2.3.2 設備要求

對于生產設備、檢驗設備等，在策劃工藝時需分析識別是否會產生多余物，包括設備使用時自身可能產生多余物或加工過程中產生的加工余料，應結合產品特點，制定清除多余物的多項措施。生產設備還應定期點檢、維護保養，定制管理；檢驗設備應定期維護檢定，定制放置，也可使用不同的檢驗設備進行多余物檢查比對工作，累積使用經驗；工裝模具應根據不同的產品專門制定、建立登記臺賬的有效管理制度。

2.3.3 環境要求

環境要求在多余物預防和控制中也是重點環節，嚴格控制能有效降低外來多余物對于產品的風險。普通生產加工試驗環境應保持整潔有序，人員應按規定要求著裝，不得攜帶與工作無關的物品；機加工場地應定時清理處置鐵屑；繞嵌線場地應配備留屑鉗、吸塵器等工具和輔助物品；加工臺面應時刻保持干凈，并設置多余物隔離放置區；對于產品裝配工序應在潔凈廠房內進行，并制定嚴格的操作和管理規定，杜絕再次機加工。

2.4 包裝和流轉過程

產品在生產試驗工序過程中，對易受損傷或易受多余物損害的零部件應安裝防護蓋和罩子；在流轉、搬運過程中使用的周轉箱、運輸搬運設備等，應確保清潔、無多余物；送裝前，檢查零部件是否損壞和存在多余物并清點數量；對于暫時不裝配的零部件應用防塵布蓋好，防止灰塵進入產品中，及時入庫存儲。

對有磁性的零部件，應適當采用專用防護裝置，避免其與鐵屑、螺釘及其他零部件相吸；對有盲孔的零部件應隔離放置，防止多余物掉入盲孔。

包裝材料應不易產生多余物，并且不能對產品造成污染；包裝前應去除表面多余物，并進行干燥處理；產品入成品庫后，應及時包裝；定期對成品庫進行檢查，保證其清潔整齊且沒有多余物。

3 結 語

隨著我國逐步邁入科技強國、質量強國和航天強國的新時代，航天用微特電機多余物的預防和控制應以預防為主，需要全員參與、全過程控制，才能有效避免多余物對產品帶來的風險和產生的影響。