7103厂,是西安航天发动机有限公司的内部代号。这里是我国唯一的大型液体火箭发动机研制生产单位。
半个多世纪以来,7103厂先后研制生产了载人航天、探月工程、北斗导航、火星探测等所需的一系列液体火箭发动机,为建设航天强国作出突出贡献。
在这背后,有着一代代青年航天工匠的传承、坚守与奉献。时代在变,对于青年工匠的要求也在变。
航天工匠杨峰说,青年工匠从只会干不会说到会说会写会总结,从手工操作到先进数控设备的转化,这是时代发展的要求,也是追求航天工程高质量和高效率的内在要求。
30年“变身” 70后钳工成创新达人
说起杨峰,在7103厂,甚至整个业内,都鼎鼎有名。这位阀门制造车间(以下简称“25车间”)钳工,不仅是全国劳动模范、中华技能大奖获得者、中国青年五四奖章获得者,而且创建了以自己名字命名的国家级技能大师工作室。
杨峰从事液体火箭发动机上所有阀门、自动器及推力室、贮箱、火药启动器等零部件关键工序的精密加工。阀门是液体火箭发动机启动、关闭、流量调节的关键件,如果把发动机比喻为火箭的“心脏”,阀门则相当于“心脏瓣膜”,是发动机的命脉所在。
1992年,不到20岁的杨峰来到7103厂,成为一名钳工,承担液体火箭发动机阀门零部件的精密加工任务。
上班第一天,杨峰曾自勉“一定要做最好最出色的钳工”。然而,“在加工第一批产品时,一共30件,我就干废了7个。”杨峰回忆,面对车间老师傅的指责,他深受触动。
要成为一把“好剑”既需要理论支撑,也需要实操技能。杨峰勤学苦练,相关车铣刨磨钳领域的书籍,他常常读到深夜两三点;为了训练技术,他开始用台钻在鸡蛋上练习打孔,成功后进一步用手持电钻打孔,练就了蛋壳破而蛋膜完整的功夫。
杨峰说,他们那时加工零件手工操作多,对于手工打磨能力要求极高,必须练实基本功。
在杨峰迄今为止的12项发明专利中,有一项名为“峰形钻模”,该钻模形似山峰,也恰巧与自己名字相同。这个在记者眼里的大铝块,却是杨峰引以为傲的宝贝。
20年前,工人在加工某阀体两对直径为2毫米的相交孔时,是利用分度头装夹零件的一个螺纹嘴,先抬起一定的角度再旋转另一个角度来加工,孔的位置通过画线找正。
杨峰说,当时,只有加工完第一个孔后,才能加工第二个跟它相交的孔,这个过程不仅费时费力,还经常会导致两个相交孔不在同一个平面内,达不到要求,导致零件报废。
两个月时间里,试验、改进、再试验、再改进,杨峰终于通过创新斜孔定位的方式将三个角度融合在了一个铝制钻模上。
杨峰说,通过“峰形钻模”一次装卡固定,就能手扶零件钻完相交孔。原来加工一个零件耗时一个半小时,如今一个零件完成,只需要5分钟,生产效率提高了17倍,合格率也从之前的80%提升到100%。
后来,这项发明不仅获得专利,还获得航天科技集团公司五小成果一等奖。
2013年9月,工厂接到某型号产品充气阀锥面60?喇叭嘴的紧急修复任务,杨峰临危受命率领检修小组直奔发射基地。
尽管设想了各种方案,可到现场后被告知:“锥面必须在车床上才能加工,手工打磨无法保证20兆帕的压力,而且修复只能在箭体狭小的空间进行,几乎不可能完成。”
发射在即,杨峰凭借娴熟的技能和多年经验,小心翼翼地交替使用五个研磨棒,纯手工精准操作,历时一个半小时,硬是一点点研磨密封锥面,消除了挤压变形。经打压试验锥面丝毫不漏,飞行试验取得圆满成功。
工作以来,杨峰先后完成了以长征系列运载火箭为代表的数十种型号火箭发动机数以万计阀门关键零部件的精密加工,产品始终保持100%合格率。
杨峰调侃说,“创新的目的就是为了‘偷懒’,节省时间,提高效率。从前是加班加点抢任务,现在是依托技术创新提升质量、效率和效益。”
工作30年来,杨峰各种发明创造超过100项,仅专利就有12项。同样,这些年来,杨峰以身作则培养年轻人创新意识和能力,从1998年至今,他传帮带过50多名徒弟,徒孙也超过了30名。
新青年新挑战从传统手工技术转向“高精尖”
近些年,随着航天事业的快速发展,一批超精密、高精端设备开始在生产中投入使用,传统以手工为主的加工方法需要向新技术应用和新设备加工方面转化,这对于新一代青年航天工匠形成了新的挑战。
2009年,80后蔡帆进入7103厂,成为一名数控铣工。创新智造、敢打敢拼成为他身上的标签。
2011年的一天,蔡帆在车间看见几个车工正在流水加工一个八通零件。蔡帆说,当时,加工一件八通零件需要占用5台设备,更换5套组合夹具,前后装卸6次,才能完成零件上6个螺纹嘴的加工,不仅程序繁琐,加工周期长,而且产品质量不易保证,操作工人劳动强度大。
蔡帆决定改进传统加工方法,为此,他向师傅杨峰提议能不能利用数控铣床一次性加工零件。
在杨峰的支持和指导下,蔡帆正式申报了《八通的加工方法改进可行性分析》。然而,鉴于螺纹嘴喇叭口的表面粗糙度要求很高,很多同事质疑数控铣床能否实现。
对此,蔡帆顶住压力一次次反复尝试,从自己设计刀具和工装入手,最终成功利用四轴加工中心以铣代车一次性加工6个外螺纹嘴和内腔。
如此一来,1台设备代替了5台设备,1次装夹完成车床6次装夹的工作量,不仅零件加工精度高,产品质量得到保证,而且有效降低了人员劳动强度,使得加工效率提高3倍。