• “四川工匠”赵舜:

    “超精密加工,需要纳米级超精度”





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      两件经过超精密加工的直径200毫米的部件,让它们像注射室的活塞轴和空筒一样拼接到一起。然后将类似注射器针头的气孔堵住,如果由4位壮汉合力来拉“活塞轴”,结果会怎样?
      这是中国工程物理研究院机械制造工艺研究所成都超精密研究中心技师赵舜要接受的一项挑战。7月14日,面对记者的采访,赵舜揭晓了这个问题的答案:“这样一个由两件超精密件组成的负压空腔,4个人肯定是拉不开的。”
    □四川日报全媒体记者 成博

    新材料上加工出纳米级精度
      超精密加工,是一种为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。“通常,作为精密加工的数控加工,在加工精度上是以微米计算的,但是超精密加工的精度是以亚微米为单位。粗糙度的单位更是到了纳米级别。”赵舜说,“一般而言,头发丝的直径在0.07至0.08毫米,但进行超精密加工时,对刀具高度的要求是0.02微米,比头发丝还要细3500倍左右,这种精度的测量,只能借助光学仪器和技师的经验来同步调整。”
      2015年,作为高层次人才,赵舜被引进到中国工程物理研究院从事精密加工工作。初入研究院,赵舜即被委派研发解决某实验所需的内柱面微结构靶的加工工作。“在操作超精密加工机床时,确定程序原点在机床坐标系中位置的对刀环节对于加工的成败有重要影响。在这次加工过程中,因这个微结构靶较大,同时镗刀杆与零件较长,我们无法实现加工所要求的亚微米精度对刀。”赵舜说,“这是一个我以前没有遇到过的情况。好在根据以往的经验,尝试了多种新方法后,最终通过压表测量依靠手感调整的方式,才解决了这个问题。”
      作为一项尖端科技,超精密加工在实施中对技师的经验有非常高的要求。“这是非常系统性的经验。”赵舜解释称,超精密加工是刀具、环境、设备状态以及编程方式等多因素累加在一起的结果,“并不像我们经常见到的在鸡蛋上穿孔那样,这次没钻好,多试几次就行了。超精密加工涉及很多因素的耦合,是一个系统性的问题。”
      由于工作的特殊性,赵舜需要经常性地调动自己的系统性经验。“因为我们是研究中心,我们并不从事超精密部件量产,这就意味着我们的工作不会是一劳永逸的。”赵舜说,“我们日常的工作就是不断地试验各种材质的材料如何进行超精密加工,尤其是对一些非常规的、过去没有进行过切削的材料不断试错,最后找到能够适应生产需要的解决方案。”

    被好奇心引上超精密研究岗位
      “走上超精密研究这个岗位,是机缘巧合。”赵舜说,“2007年初中毕业后,进入巴彦淖尔市职业技术学校机电一体化专业学习。有一天下课,恰巧遇见学校在运一批数控机床。当时,机床厂的工程师们在现场小心翼翼地指挥卸车,并将它们搬进了实训厂房,好奇心驱使我跟了过去……”
      赵舜至今清晰地记得当时的场景,一台台崭新的数控机床被取出,工程师们通过计算机编程再导入设备,之后又利用数控机床将金属毛坯加工成想要的样子,“简直太神奇了!现在回想起来,可能就是在那个时候,内心就埋下了学习机械制造数控机床的种子。”
      不久后,学校开始利用这批设备开办校办工厂,准备从各个机电班招收学生组成第一个试点班。“当时对数控机床不了解,但我还是毅然决然地成了学校里第一个报名参加数控加强班的学生。”
      “刚进班的时候,我们只能配合老师傅做些搬铁疙瘩的工作,十几个同学从上午9点卸车到晚上10点,很多人手上都磨起了水泡。这种日子持续一段时间,有些同学退缩了,回到了原班级。”
      赵舜也一度动摇,不过最终选择了留下,并一步步赢得给实训老师打下手的机会,“有次向师傅学习手工磨钻头,由于急于求成,我的拇指滑到了砂轮上,结果导致拇指指甲盖和部分肉被磨掉,这应该就是血的教训吧。”回忆起初入数控机床领域的自己,赵舜觉得是强烈的好奇心使自己坚持了下来。
      有强烈的好奇心,又不失乐于钻研的精神,赵舜的数控机床操作技术突飞猛进。2010年,赵舜参加了内蒙古自治区中等职业学校技能大赛,获得二等奖。也是那年,他得到了去北京市工业技师学院机械制造数控专业深造的机会。不断学习并与高手交流,其水平日益精进……如今,赵舜已有“全国技术能手荣誉称号”“成都工匠”“四川工匠”等荣誉加身。对此,他心怀感恩,“选择数控专业,是我人生中一个非常正确的选择。”
    赵舜
      1993年出生,中国工程物理研究院机械制造工艺研究所成都超精密研究中心技师,从事数控机械制造工作11年。他创新改进超精密对刀、特殊脆性难加工材料切削等10余项技术,攻克各类技术难题40余项,设计各类工装夹具50余套,取得国家发明专利1项,国家实用新型专利2项。2020年获评为“成都工匠”,2021年获评为“四川工匠”。

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