问题—— 航天器在轨运行环境极端、维修条件近乎为零,任何细微误差都可能在太空被放大为系统性风险。
随着我国空间站建设、北斗组网、深空探测等任务推进,航天器机构类部件对尺寸一致性、表面质量与装配可靠性的要求持续提高,关键零件加工精度往往需控制在0.01毫米以内。
与此同时,新型材料应用和复杂构型增多,也对传统工艺边界提出挑战:材料难切削、断续加工易振动、薄壁件易变形,任何环节失控都可能影响整机性能。
原因—— 一方面,航天机构制造是机械加工领域的“尖端赛道”,误差容限小、过程约束多,且多为小批量、多品种、非标定制,工艺验证成本高、周期紧。
另一方面,部分关键材料和结构在航天领域属于首次应用,缺少成熟经验可循,需要在刀具选择、参数窗口、装夹方式、测量与补偿链条上同步突破。
此外,航天任务对可靠性提出“一次成功”的刚性要求,决定了质量控制必须从“事后检验”前移到“过程受控”,对操作者技能、工艺纪律与现场管理提出更高门槛。
影响—— 作为天津航天机电设备研究所创新工作室领衔人,车工李晓宝长期扎根一线,用“微米级”追求为重大工程托底保障。
他所在团队加工的精密零件,广泛服务于空间站等航天器关键机构。
针对空间站机械臂核心驱动部件采用某高强度不锈钢材料、国内缺乏成熟加工路径的难题,他带领团队从刀具参数与工艺路线入手开展攻关,在逼近机床能力极限的条件下实现关键表面高精度成型,将一次加工精度提升到微米级水平,为机械臂在轨高精度作业提供支撑,也为后续同类材料应用积累了可复制的工艺经验。
在精密加工能力上,李晓宝还形成了薄壁件、细长杆与深孔等高难度加工的稳定技能优势,可加工壁厚仅0.15毫米的零件,并将误差控制在极小范围内。
30余年来,他参与并完成上万件关键产品制造任务,以稳定的质量一致性和严格的过程控制,降低了关键部件制造的不确定性,为航天器长期在轨可靠运行提供了重要保障。
对策—— 在“保质量”的同时,李晓宝更注重以创新提升效率、以装备化降低人为波动。
在研究所精密制造中心,他正推进一项密封球体抛光工艺改造:过去依赖手工抛光的环节耗时耗力、质量波动较大,他研制专用装置,探索以数控装备替代纯手工操作,提高一致性与可追溯性。
据介绍,该项目属于研究所“揭榜挂帅”攻关内容,并获得天津市总工会职工创新补助资金支持,体现了以机制激励推动一线创新的导向。
回溯更早的国产化攻关实践,李晓宝曾围绕小卫星太阳翼机构制造开展系统试验,针对高精度孔径加工不稳定、特殊结构装夹困难等问题,自主设计专用刀具和定位夹具,通过反复验证打通工艺瓶颈,支撑相关产品实现国产化并达到较高性能水平。
此后,他又将一线经验沉淀为多类关键工艺方法,推动从“单点突破”向“体系化能力”转化。
前景—— 当前,商业航天加速发展、航天型号迭代加快,制造端正在从“能做”走向“做得更快、更稳、更智能”。
以李晓宝为代表的一线高技能人才,既是重大工程“质量底线”的守护者,也是生产方式升级的推动者。
随着数控化、自动化、无人化加工试验不断推进,叠加“揭榜挂帅”等机制完善,航天精密制造将进一步向标准化、数据化、可复用工艺平台演进,带动关键部件国产化能力和产业链韧性同步提升,为我国航天高质量发展提供更加坚实的制造支撑。
从学徒到国家级工匠,李晓宝的成长轨迹印证了"工匠精神"的时代价值。
在建设航天强国的征程中,正是这些扎根一线的技能大师,用毫厘之间的极致追求,构筑起大国重器的质量基石。
他们的故事启示我们:核心技术突破既需要仰望星空的创新勇气,更离不开脚踏实地的匠心传承。