大国工匠何小虎:把最普通的事情干到极致
大国工匠何小虎:把最普通的事情干到极致◎许桄滔 张超
“我非常热爱这份事业,我将会用青年人的激情和闯劲走好每一步,为中国航天事业做出新的更大的贡献!”这是何小虎在“2022年大国工匠年度人物”发布仪式上,面对全国亿万观众发表的感言。
何小虎是航天科技集团六院西安航天发动机有限公司数控车工、国家高级技师、航天特级技师。身为航天装备制造业领域的年轻高技能人才,他把青春梦融入航天梦,先后获得“大国工匠年度人物”、全国“五一劳动奖章”、中国青年五四奖章、全国向上向善好青年、全国技术能手、全国青年岗位能手、航天贡献奖、三秦工匠等荣誉称号。
西发公司是我国唯一的大型液体火箭发动机专业研制生产企业。发动机被称为火箭的“心脏”,涡轮泵又是发动机的“心脏”,发动机燃烧系统更是火箭“心脏”的核心部组件,而何小虎就是这颗“心脏”的“精刻师”。
“我喜欢给自己设定一个较难的目标,然后不断去挑战和突破自己,最终享受这种挑战带来的充实感。”何小虎说。面对一次次挑战,一次次攻关,何小虎凭借着不服输的虎劲,从一线操作工成长为技艺精湛的航天工匠。
2021年4月29日11时,“天和核心舱”发射入轨,完成了中国空间站建设的首战。为了这一刻,无数航天人为之奋斗了整整30年。
“天和核心舱”离心式喷嘴是液体火箭发动机燃烧室的核心部件,而这个核心部件就是何小虎生产的。为保证推进剂通过喷注器后,在合适的空间精准碰撞、高效稳定燃烧,对喷嘴精度的要求极为苛刻。作为精密组件,每个喷嘴都有12个直径为1.05毫米的切向孔,尺寸精度误差全部都要控制在0.005毫米以内。每台发动机需要200余个喷嘴同时工作,喷嘴的传统加工艺不仅工序繁多,而且还存在精度低、毛刺多、合格率低、劳动强度大、效率低等问题。
为有效提升以长征五号(“胖五”)等为代表的120吨新一代液氧煤油发动机喷注燃烧系统工作的高可靠性,给空间站建设提供更强有力的保障,何小虎多次邀请大学教授和相关专家一起试验激光加工等多种方案,经过百余次反复迭代,他将传统钻削改为铣削,在直径为0.05毫米,也就是半根头发丝大小的空间内实行三轴联动加工,最终精度完全达标。并利用车刀和磨头交叉去除毛刺的方法,实现了液体火箭发动机离心式喷嘴无毛刺加工,将产品一次合格率提升至99.9%,效率提高两倍多,人员减少一半,每年节省成本上千万元。该项技术已申请国防专利,同时也在我国首台重复性使用液体火箭发动机中立下汗马功劳。
“推得精、飞得稳、变得妙、落得准”是媒体对月球着陆器和天问一号着陆火星所使用的变推力发动机的写意描述,这类发动机负责探测器在着陆时获得反推力,使其减速、悬停、平稳着陆。
“关键部件就是燃烧室喷管。”何小虎介绍,火星探测器着陆变推力发动机所用燃烧室喷管是由铌钨合金加工而成的,由于喷管结构特殊,加之材料属于难熔金属,切削过程中极易出现排屑困难、刀具崩刃、刀杆震动严重等影响产品质量的现象,其加工一直是行业难题。
“一定要赶上和超过世界先进水平。”何小虎暗下决心。他通过大量试验,独创了一种冷却液的制备和使用方法及车削加工技术,彻底解决了铌钨合金材料喷管精密加工难度大、合格率低的世界级难题,由他撰写的《一种切削液及其制备方法和应用》获得公司首个国际专利授权。
在破解北斗导航等重大任务发动机“卡脖子”问题中,某喷注器架有个直径为3.5毫米,公差为0.008毫米的深小轴,加工精度仅相当于头发丝的十分之一,钎焊配合精度达微米级,公司没有一台设备可以生产这个产品,初期合格率仅为20%。何小虎主动要求拿下这个难啃的硬骨头,他提出“设备稳定性”加工概念,独创了“极限加工稳定性控制法”和“首件标定参数法”,即准确掌握机床黄金时间进行精密加工,这个思路完全颠覆了传统方法,开创了公司超精密加工新方法,产品合格率达100%。
传动轴和轴承座的精准性直接影响弹体俯仰、偏航、滚动控制,事关保家卫国之重器的快速响应、精准打击,容不得半点闪失,何小虎正是这些产品和核心部件的加工负责人。一个传动轴有72个齿,每个齿的精密程度直接影响着发动机的变轨精度。如何进一步提升变轨的精准性,是当时迫在眉睫的重大任务。何小虎利用高精度车铣复合加工中心,将原来八道工序缩减为两道,将产品精度保证在0.001毫米,使产品加工合格率和准确率提升至100%。在轴承座加工过程中,加工装备如何设计,强度、刚性、重量都需要细细考量,为此他自行设计了专业工装和刀具,不断总结试验并迭代优化。最终将沿用了近30年的加工方法进行创新,实现了由普通手工设备向数控自动化设备的转化,效率提升4倍多,精度为0.002毫米,产品表面犹如镜面一样光滑,一次合格率提升至99%,不仅保证了武器型号的精准打击,又确保了后续大批量的战略需求。
“何小虎像一盏灯,为同样热爱航天事业的青年人指引出了一条道路。”同事们总是这样评价何小虎。何小虎最高兴的事情,就是把自己总结出的新方法、新工艺、新技术、新技能分享给身边的年轻人。他培养的徒弟已经有20多名成长为技术骨干,其中一人获得中央企业青年岗位能手称号,2人获得陕西省“五一劳动奖章”,10人获得陕西省技术能手称号。
“把最普通的事情干到极致。”回顾这些年取得的成绩,何小虎动情地说。新的一年,何小虎表示,他将继续执着专注,追求卓越,以青春热血书写技能报国、航天报国的华彩人生!
图片1:何小虎正在完成火箭发动机产品的数控程序代码输入 张志敏/摄
图片2:何小虎正在操作数控自动化生产单元的设备 张志敏/摄
图片3:何小虎正在测量火箭发动机燃烧室喷嘴的尺寸 张志敏/摄
图片4:何小虎正在检测喷嘴的离心孔质量 张志敏/摄
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