韩利萍:毫厘之间 圆梦苍穹
——记火箭发射平台的“微雕师”韩利萍

2022-10-20 13:29文/徐
军工文化 2022年9期
关键词:薄壁公差套筒

文/徐 洁

她在生产一线30余年如一日潜心钻研技术,力求把每一次操作做到最好。近200次航天发射任务,她用精确到毫厘的巧手,负责攻克的技术难题从未失败,被誉为火箭发射平台的“微雕师”,成为“大国工匠”。

她多次临危受命承担重任,自我加压攻克难关。提出的“阀体复杂孔系五步操作法”有效解决了“长七”发射平台阀体孔系公差边界范围窄、冗余空间小的难题,使发射平台控制支撑臂调平精度的关键控制件一次交验合标率达到100%,确保了新一代运载火箭精准入轨。

她创新的“复杂型腔螺旋线驱动切削”“模块化精密定位定扭”“变量补偿,反向补偿和内外交替循环”等操作技术,有效解决多种国防和宇航重点型号产品质量稳定性,为载入航天,嫦娥探月、北斗导航等国家重点工程顺利实施作出了突出贡献。

她是中国航天科技集团有限公司高级技师、党的十九大代表、全国劳动模范韩利萍。作为中国国防邮电新时代工匠学院带头人、国家级技能大师工作室技能带头人、全国示范性劳模和工匠人才创新工作室技能带头人,韩利萍曾获中华技能大奖、全国技术能手、全国五一劳动奖章、全国三八红旗手标兵、全国五一巾帼奖、首届三晋工匠等荣誉。

求精准,毫厘不差,圆梦苍穹

载人航天工程是我国空间科学实验的重大战略工程之一。长征七号运载火箭是中国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭。长征七号发射平台是地面发射支持系统的重要设备。其倾斜1°的误差,将会导致高50多米的火箭偏离发射中心800多毫米,会直接导致火箭无法准确入轨。

韩利萍负责加工的四通均流阀体是长征七号发射平台控制支撑臂调平精度的关键控制件,在不足200毫米见方的工件上大大小小分布着各种规格的70余个的阀孔,在腔体内部相贯交错,每个阀孔的加工精度都必须控制在0.02 毫米(相当于头发丝1/3)公差之间,粗糙度值只有1.6微米,工艺复杂、公差边界范围窄、冗余空间小、加工过程变数很大。航天无小事,毫厘定成败。深谙此理的韩利萍认真“消化”技术文件,反复调整加工策略,在总结以往经验的基础上另辟蹊径,采用小、深、斜孔先行加工,按照不同加工要素优选最适合的刀具,通过阶梯切削参数匹配把控孔径微量变形,调整工艺路线有效减小盲孔和台阶孔毛刺。历时3个月,经过几十次方案选择、上百次的切削试验,终于整理出各种刀具的磨损曲线,总结出“阀体复杂孔系五步操作法”,有效解决了长征七号发射平台阀体孔系公差边界范围窄、冗余空间小的难题,实现了对整个工艺过程的精准掌控,使发射平台控制支撑臂调平精度的关键控制件一次交验合格率达到100%,保证了产品状态稳定质量可靠,实现了火箭精准入轨,为我国圆满完成空间实验室任务奠定了坚实基础。

勇攻关,毫厘不让,铸剑国防

随着国家国防防御系统研发技术的快速发展,国防研制产品的数控加工也面临着新技术、新材料和新工艺的挑战。韩利萍凭着对国防产品零缺陷的那份执着追求和一股子不服输的性格,在挑战面前总是“毫厘”不让,不断寻求新的突破。近年来,她先后创新攻关300余项,其中7项获国家专利,23篇论文在专业期刊发表,累计创效6000万元。

超硬材料提拉杆是某产品传动机构中关键件,材料精加工前经淬火处理后,硬度高达HRC40-45,属于难加工材料,零件具有结构复杂、尺寸精度高和形位公差严的特性,整体为不规则异形结构,属于典型的异形构件,其加工方法一直是困扰科研生产的工艺难题。

她根据零件特点创新工艺方法,分析各种因素对变形的影响,通过采用拉紧定位轴向微量渐进铣削方法替代传统铣削工艺方法,通过设计拉紧定位工装,将定位工装变“夹紧”为“拉紧”,实现异形零件一次装夹、多空间部位加工,保证异形零件的对称度公差要求;选用采取小直径铣刀底齿微量渐进铣削使零件逐步释放内应力,使异形零件变形可控;通过在工艺凸台上开槽释放异形件内应力,避免大量去除余量时产生变形的难题,在以上措施的综合作用下,最终形成了基于零件特征设计的拉紧定位技术、平面特征底齿轴向微量渐进铣削技术和应力释放防变形技术,有效消除了超硬材料热处理后零件的变形,解决了异形构件的尺寸公差和形位公差难以保证难题,为多个型号的研制及批产打下了基础。攻关完成后,各个加工要素尺寸精度和形位公差要求全部满足工艺要求,并成功申报两项专利。

随着航天技术的发展,满足轻量化设计的薄壁结构件在工程应用中日益广泛。由于薄壁结构件受力复杂,形状精度要求很高,是行业公认的复杂制造工艺难题之一。

多层套筒由十层套筒组合而成,材料为铝合金材料,高度为780毫米,每一层的套筒都是薄壁零件,最大一层套筒外圆566 毫米,最小一层套筒外圆260毫米,各层套筒之间密闭要求较高,对每一层的尺寸精度和形位公差(圆度为0.2毫米)都要求很高。尤其是典型零件第十层壁厚仅为4毫米,外圆为260毫米,属于典型的薄壁零件。

她通过分析残余应力引起的变形量、切削力及夹紧力产生的变形、内孔加工锥度起因等进行分析研究。采用变形控制技术,对加工后残余应力引起变形量的控制;针对薄壁铝制内孔表面精密加工工序,采用三爪卡盘与专用定位附件、中心架等组合工装和基准带粗精转换结合方式解决产品定位装夹问题;采用专用抗震刀杆、优选工艺参数方式完成深长孔高精度加工难题。使得套筒加工效率满足生产要求。在以上措施的综合作用下,一次交验合格率由攻关前的80%提高到100%,加工时间由6小时/件缩短至4.7小时/件,有效稳定了加工质量提升了加工效率,缩短了新产品的研制周期,提高了工艺可靠性和型号生产工艺保障能力。该项目研究成果的应用,有效解决了薄壁筒体加工变形的问题,掌握了薄壁筒体变形控制技术,缩短了新产品的研制周期,为类似的产品生产制造积累了丰富的经验,提高了工艺可靠性和型号生产工艺保障能力。适用范围可进一步拓展到航空航天、汽车、能源等众多轻量化设计制造领域。

传技艺,毫厘不留,甘做人梯

以韩利萍名字命名的国家级技能大师工作室成立以来,积极融入生产中心工作,成为了企业“攻坚克难的基地、技术交流的平台、人才培养的摇篮”,用实际行动展示工匠的力量。

工作室积极参加劳模大讲堂传授绝招绝技,通过双培双带活动,工作室成员每年都以“师徒结对子”的形式承担带徒任务,采取“量身定制”的培养模式,针对每个徒弟的特点和需求有针对性制定带徒计划和传授内容,结合岗位上具体的产品零件作为典型案例进行指导,有效提升了徒弟分析问题、解决问题的能力。工作室总结形成的“师徒结对子五步工作法”还在企业工会开展的双培双带活动中获得重点嘉奖。近五年工作室成员共带徒60余名,目前均成长为生产骨干,其中15人晋级为高级技师,32人晋级为技师。

工作室连续7年,通过积极参与全国数控大赛、山西省技能大赛以及集团技能竞赛,工作室成员积累了丰富的大赛培训经验,也取得了不俗的业绩,先后有8人获得全国数控技能大赛前五名,17人获得山西省全国数控技能大赛前三名,4人获得集团数控技能大赛前三名,培养出27名全国技术能手、航天技术能手、三晋技术能手。每个人在自己的岗位上各显其能,不仅促进了生产任务的高效完成,更为企业高技能后备人才成长梯队建设做出了突出贡献。2017年工作室被全总授予全国示范性劳模和工匠人才创新工作室,2019年国防邮电工会新时代工匠学院铣镗专业挂牌落户工作室。

不放过一毫一厘,是她的职业精度,一毫一厘不保留,是她的人生态度!从业近30年间,韩利萍在载人航天工程、探月工程、新一代运载火箭发射支持系统,以及国家重点国防装备产品的研制生产中,发扬航天“三大精神”和军工优良传统,带领团队以国为重,刻苦攻关,为我国航天事业和国防现代化建设做出了突出贡献。她以严慎细实的作风、坚持不懈的奋斗和默默无私的奉献,在三尺铣台诠释了劳模精神、劳动精神、工匠精神的时代内涵,在实现航天强国目标的时代征程中践行着矢志不渝的初心使命。

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