张德强
航空发动机是飞机的心脏,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。航空发动机仅叶片就有近千片,它是影响发动机安全性能的关键承载部件,叶片一旦出现瑕疵,就会发生机毁人亡的事故。很多人以为,发动机叶片全部需要高科技机器的打磨,其实不然,它是需要经过人工打磨才能使用的,其精度误差不能超过一根头发丝的二十分之一。以往,只有欧美少数国家掌握其精密磨削技术,并对我国采取严格技术封锁。没想到,洪家光竟破解了其中的奥秘,他因此获得国家科学技术进步二等奖,被誉为“中国第一打磨匠”!从普通职校生,到享受国务院政府特殊津贴的中航工业首席技能专家,他是如何创造传奇的?
拜全国劳模为师苦练绝技
洪家光出生在沈阳一个贫困农民家庭,父亲常年重病,母亲靠清运垃圾养活全家。洪家光7岁时,一个星期天的凌晨,他帮母亲一起清扫垃圾时抱怨说:“妈,我觉得天天扫垃圾这样的生活太苦了。”不料母亲却笑着说:“任何工作,只要做好,都能找到其中的乐趣,没准这垃圾堆中也有钻石呢,我们要学会在垃圾堆中找钻石!”当时因年龄小,母亲话中的含义洪家光并不完全懂,但心里却踏实了不少。
初中毕业后,为了尽早挣钱养家,洪家光选择了读黎明技术学校。从洪家光家到黎明技校的路程,往返乘车需要4个多小时。当其他人在车上睡觉的时候,珍惜时间的洪家光则选择了看书,将往返的公共汽车变成了他的移动图书馆。3年的时间,洪家光利用路上坐车的时间自学了4本技术书。也正是凭着这股刻苦的劲头,1999年,洪家光以全校第一名的毕业成绩被分配到中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司(以下简称沈发公司)工作。
走进神秘的厂房,穿越一道道安全防护门,洪家光原以为在这里能见到梦想中的飞机和发动机,可到上班时才发现,原来自己的工作只是加工发动机上的零件。洪家光的心凉了半截,但回想起母亲的话,他的心中又充满了力量,暗暗告诉自己,要学会在垃圾堆中找钻石,要学会将平凡的工作做到极致。
洪家光每天在机器和零件间不停忙碌,一个动作一天要做几百遍甚至几千遍,不仅累还枯燥乏味,他却从“学手艺”中找到了乐趣。为了提高操作质量,洪家光经常加班,抢着干各种脏活、难活和累活,技能得到了突飞猛进的提高。
对车工工种有所了解的人都知道,车床加工时常常是铁屑横飞,而车下来的铁屑是热的,飞到身上就烫出一个小红点儿。另外,车床加工零件时需切削液冷却,切削液也容易溅到身上。可在车间里,老师傅张凤义干活时都穿着白衬衫,一天下来,白衬衫上一个污点没有。张师傅告诉洪家光,造飞机发动机零部件时,比头发丝还细得多的东西掉进去,就是大灾难。自那以后,洪家光跟张凤义师傅学习,每天擦拭车床三遍,时时清理切削下来的碎屑,衣服也洗得干干净净的,养成了工作一丝不苟的习惯。
在中国航空发动机界,有个大名鼎鼎的“大国工匠”级人物,他就是全国劳模孟宪新,也在沈发公司工作,洪家光对其很崇拜。高速切削内螺纹技术是孟宪新的拿手绝活,每分钟1200转,且无须反转退刀。而洪家光加工这个零件时只敢开到每分钟300转。否则,生产出的零件就是废品。
为了掌握更精深的技术,洪家光决定拜孟宪新为师学到这门绝活。可当时洪家光既不认识孟宪新,也和他不在同一个车间,如何拜师成了难题。洪家光就用了个最笨的方法——“死磨硬泡”。孟师傅很喜欢这个乐于钻研技术的“有心人”,毫无保留地把自己多年研究出的技术要领传授给洪家光。
接下来的日子里,洪家光练习实操与思考并重,在工作中不断学习,在学习中不断积累,加班加点抢着干活,手艺也得到了突飞猛进的进步。之后,洪家光撰写了10万余字的心得体会,总结出了“看、问、练、悟”四字诀。
小技工创奇迹,打破国外技术封锁
作为一名普通车工,洪家光还非常善于总结经验,举一反三,普通车床、数控车床等各型车床他都能熟练操作。一年下来,在别人完成4000个工时都不容易的情况下,洪家光竟完成了7000多个工时,差不多是别人的两倍。
车工的一项关键技术是磨车刀。许多高精度的零部件没有现成的刀具,只要知道哪位师傅磨刀磨得好,洪家光就主动去请教,然后根据师傅们传授的技术自己再练习打磨。
车工要加工不同材质的零件,车刀材质就得根据零件的材质要求进行变化,还要根据不同零件要求磨成需要的角度。磨刀看似简单,但涉及材料学、机械加工技术等,也是一门很深奥的学问。因此,洪家光白天工作之余练磨刀,晚上回家看相关专业书籍琢磨技术原理。这些年下来,他磨出的各种刀具有上千把,无论加工什么样的零部件,他都能找到合适的刀具。他磨出的刀具粗糙度好、精度高,加工出来的零部件光亮平整,而且刀具的使用寿命比一般刀具提高了1倍以上。
洪家光不仅对学习研究磨刀技术有股“疯劲儿”,就连学习研究车工加工技术,洪家光也是到了癡迷的程度。实践中,洪家光发现,加工超窄、超深螺纹每次车削线长度达到33米,刀具很快就会磨损,大大降低了精度。洪家光综合以往的直进法、阶梯法和扩槽法三种进刀方法,反复试验,自创了全新的“左右阶梯进刀法”,降低了磨损,填补了公司该类零件加工技术上的空白。
洪家光所在的工装制造厂,每年负责加工的产品多达4000多件,是公司生产产品种类最多、工艺最复杂的分厂之一。当时,金刚石滚轮加工技术在厂里属于“独苗工种”,只有老师傅刘永祥掌握。作为年轻工人,洪家光根本没有上手的机会,但他用心观察刘师傅的操作手法,边看边记录,边记录边思考。
2002年临近春节,公司下达了一项紧急任务——加工某重点型号发动机核心叶片的修正工具金刚石滚轮。因为是核心叶片的修正工具,所以精度要求极高,相当于人头发丝的二十分之一。如果一个尺寸超差,整个零件都要报废,如果金刚石滚轮不合格,则会导致成千上万的叶片报废。
公司只有刘师傅掌握该技术,可当时他生病住院了。听到要加工这个零件的消息时,大家都沉默了,不敢应答。时间不等人,洪家光主动请缨,获得了第一次珍贵的实操机会。起初他信心满满,按着刘师傅的方法加工零件,没想到经过十几个小时奋战出的产品,居然没有一个尺寸是合格的!这时,洪家光才真切地感受到这项技术比想象中难得多。
洪家光一咬牙,继续摸索,不断改进加工方法,每天工作14个小时以上。就这样,经过无数次的试验,在短暂的10天内,洪家光最终攻克了金刚石滚轮成型面的加工难题,掌握了这项国内一流精加工核心技术,把别人需要几年时间才能掌握的技术全学会了,并且完善了几项加工中的不足之处,使加工精度提高了5倍,为他后来的航空发动机叶片加工技术创新打下了坚实基础。
航空发动机是飞机的心脏,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。叶片是影响发动机安全性能的关键承载部件,制造的工作量在航空发动机制造工作量中占30%。长期以来,外国用于加工叶片的“金刚石滚轮成型技术”对我国进行严密的技术封锁,一直是中国航空发动机水平提升的瓶颈。
突破被欧美公司封锁的金刚石滚轮加工技术,迫在眉睫。2009年,洪家光申请了科技立项,立志加工出高精度的滚轮。现有的车床无法满足加工要求,洪家光开始一项项改进,减小托盘与操作台的间隙,改造传动机中齿轮间咬合的紧密程度;原有的刀台抗震性不强,洪家光就重做了刀台,小托盘与下面的托盘有间隙,洪家光就将小托盘固定住……
这些都减少了车床加工中产生的震动,提高了精度。4年后的2013年,洪家光终于攻克了国家新一代重点型号发动机叶片磨削工具——金刚石滚轮的加工课题,将滚轮精度从0.008毫米提高到0.003毫米,仅有头发丝(0.08毫米)的1/27。
经检测,洪家光做的金刚石滚轮,已经达到了3.5万次的磨削寿命,最精的尺寸可以做到两微米。在别人眼里不可能的事情,洪家光努力将它变为可能,创造了让同行惊叹的佳绩。
成为“大国工匠”,月薪90万元都“挖”不走
近年来,随着我国航空发动机产业的快速发展,其制造技术也更加趋于高、精、尖。比起飞机的其他部件,发动机是最具挑战性的精密装备,是机械制造业最高水平的代表。一个国家的科技工业和国防实力,从航空发动机制造水平上就能够看出来。很多人以为,高度精密的航空发动机,全部都需要高科技机器的打磨,其实不然。发动机的叶片,是需要经过人工打磨才能使用的。
洪家光的日常工作就是打磨叶片。一些发动机零部件要求的加工精度为0.003毫米,而现有数控机床的精度只能达到0.005毫米。为此,洪家光练出了感知0.001毫米粗糙度变化的本领。
反复实验操作中,洪家光发现,每次细微调整参数,切削面的颜色和亮度都有变化,產生的火花大小和颜色也有所不同,为了找出最优的加工方式,他就一次调整0.001毫米,用眼睛看变化,记录下来,再调整。经过成百上千次的试加工,将遇到的情况详细记录了10万余字的笔记,洪家光最终整理出加工心得。
当时,洪家光已是粗加工领域的技术能手,获得“辽宁工匠”的美誉。得知精密磨削技术面临技术瓶颈,洪家光主动请缨,研制航空发动机叶片滚轮精密磨削技术,可周围人并不看好。项目刚成立时,有人说,“你干好自己的活就行了,搞什么发明创造、技术研发,失败了咋收场?”其实人们的担心不无道理,对一个普通工人来说,搞研发需要空气动力学、力学、化学等方面系统丰富的理论知识,这不是光靠苦练就可以迅速掌握的,但是洪家光不服气,他一本书一本书地啃,向一个个专家请教。
几年间,经过1500多次尝试,洪家光团队最终打破国际技术垄断,研发出一套成熟的“航空发动机叶片滚轮精密磨削技术”,为以后的数控化制造和批量生产打下了基础。
在2017年度国家科学技术奖励大会上,洪家光凭借研发“航空发动机叶片滚轮精密磨削技术”项目成果,获得国家科学技术进步二等奖!要知道,这可是航空发动机叶片加工领域的核心技术之一。颁奖的时候,洪家光特别激动。当时,有一位院士问他:“你是做什么的?”洪家光老老实实地说:“我是一线工人。”那位德高望重的院士非常惊讶,他说:“得科技进步奖的都是专家、学者和院士,产业工人是凤毛麟角!”
一台战机发动机,一万多个精密零部件中,光叶片就有上千片,每一片的打磨都需要精心完成。在大推力牵引下,叶片承受着巨大的离心力,一旦与叶盘的连接不够严密牢靠,可能会导致叶片出现裂纹或断裂,影响的不仅是发动机的运转,甚至造成机毁人亡的惨剧。以往,只有欧美少数国家掌握航空发动机叶片的精密磨削技术。国外专家做梦都不会想到,通过自主研发,一个名叫洪家光的“职校生”,带领团队已经完全掌握了这套核心技术。
洪家光利用多年积累的加工经验,大胆开展一系列的技术创新,通过潜心探索,使超厚滚轮精度超过西方国家,滚轮使用寿命提升两倍。成果应用后,使我国航空发动机叶片加工质量、加工合格率大幅度提升,为我国新型战机、大飞机上天提供了技术支撑。杨凤田院士、闻邦椿院士对洪家光的成绩予以高度评价,洪家光也因此被誉为“中国第一打磨匠”!
2018年4月28日,洪家光还作为全国五一劳动奖章获得者,站上了人民大会堂的领奖台。除此外,他还先后获得了“全国技术能手”“全国职业技能大赛车工冠军”“全国最美职工”等几十项荣誉称号,并享受国务院政府特殊津贴。
20年来,洪家光完成了100多项技术革新,解决了300多个技术难题,成为打磨飞机“心脏”的“大国工匠”、中航工业首席技能专家。他说:“每一个航空发动机零件都像一件需要认真雕琢的艺术品。”
洪家光还十分重视技术传承,编写了《航空发动机典型零件的加工方法》技能操作书,录制了视频教材《车工技能操作绝技绝活》。
2019年,有欧洲企业向洪家光抛出橄榄枝,开出月薪90万元的诱人待遇,但他选择依旧为祖国效力。
在一次电视节目中,面对年轻人对职业选择方面的提问,洪家光微笑着说:“不要看低每一个职业,任何职业只要用心去做,做到极致,都能让你找到心中的钻石!”