电主轴的研发,是一场在毫厘之间进行的战争。
它的难度,远远超出了所有人的想象。
新成立的超净车间,成了沉阳机床厂的“心脏”。这里实行军事化管理,除了项目组成员,任何人都不得入内。
所有人都换上了白色的防尘服,戴上了口罩和头套,仿佛进入了一个科幻电影里的实验室。
攻关小组分成了三个部分,并行推进。
沃罗诺夫教授和李建华,带领着一群年轻的技术员,负责主轴的结构设计和理论计算。
他们的办公室里,黑板上写满了密密麻麻的公式,地上到处都是揉成一团的计算草稿。
每一天,他们都要进行上百次的计算机仿真,分析主轴在高速旋转下的应力分布、热变形以及动态特性。
任何一个微小的参数错误,都可能导致整个设计的失败。
来自洛阳轴承研究所的张教授,则带领团队,负责最内核的轴承部分。
他们要解决的,是陶瓷球轴承的精密配对和预紧力控制。
陶瓷球比钢球更轻、更硬、更耐高温,是制造高速电主轴的理想材料。
但它的加工和装配,也极为困难。。
而孙茂才,则带着厂里手艺最好的那批老师傅,负责主轴各个零部件的精密加工。
这成了整个项目中最艰苦,也是最关键的一环。
尽管龙建国买来了全世界最顶级的德国超精密磨床,但设备终究是死的,要靠人来操作。
尤其是主轴的轴芯和外壳,这两个部件的同轴度,直接决定了主轴的回转精度。
孙茂才亲自上阵,操作那台价值千万的磨床。
他站在机器前,整个人就象一尊雕塑。
他不用看屏幕上的数据,只是把耳朵贴在机身上,通过倾听砂轮和工件接触时发出的细微声音,就能判断出加工的状况。
他的手,稳得象磐石一样。
他转动进给手轮时,动作轻柔得象是在抚摸情人的脸颊。
每一次进给,都只有一两个微米。
车间里的年轻工人们,都看呆了。
他们以前只知道老师傅手艺好,但从没想过,能好到这种程度。
这已经不是技术了,这是艺术,是人与机器的完美结合。
然而,即便有孙茂才这样的顶级大师,研发的过程,依旧充满了挫折。
第一批试制的轴芯,在进行动平衡测试时,就出了问题。
当转速超过一万五千转时,动平衡机发出了刺耳的警报声。
检测数据显示,轴芯存在着肉眼无法察觉的微小变形。
这意味着,这根耗费了无数心血,用最昂贵的材料,加工了整整一个星期的轴芯,直接报废了。
“怎么会这样?加工的时候,我检查过上百次,尺寸和形位公差,绝对没有问题!”
负责加工的老师傅,急得满头大汗,一个劲地自责。
孙茂才拿着报废的轴芯,在灯光下翻来复去地看,眉头拧成了一个疙瘩。
最后,还是来自北京钢铁研究总院的材料学专家,找到了问题的根源。
“是材料的内应力。”老专家用金相显微镜观察了切片后,得出了结论,“这批特种钢,在冶炼和热处理过程中,内部产生了不均匀的应力。在常温下,它看不出来。但一旦进行高速旋转,离心力会诱发这些内应力释放,从而导致微小的变形。”
问题找到了,但所有人的心,都沉了下去。
材料有问题!
这几乎是判了死刑。他们没有自己的冶炼设备,不可能为了这点材料,去建一个特钢厂。
难道,真的要被这最后一道坎给卡死吗?
整个项目组,再一次陷入了沉默。
就在所有人都感到绝望的时候,孙茂才开口了。
“既然热处理有问题,那咱们就给它再做一次处理。”
“孙师傅,您的意思是?”材料专家不解地问。
“冷处理。”孙茂才说出了一个让所有人都感到陌生的词,“我年轻的时候,听一个苏联老专家说过。要想消除金属内部的残馀应力,最好的办法,就是进行超低温处理。”
“把它冻到零下一百多度,让它的内部分子结构,重新排列组合。”
超低温处理!
这个概念,在九十年代的中国,绝对是超前的。
别说见了,很多人听都没听说过。
“可是……我们没有深冷设备啊。”
李建华说出了现实的困难。
“没有设备,就自己造!”孙茂才的犟脾气又上来了,“液氮,总能搞到吧?”
“液氮好办,很多医院和研究所都有。”
“那就行了!”孙茂才一拍大腿,“找个结实的大铁箱子,做好保温。把零件放进去,然后往里灌液氮。我就不信,冻不透它!”
这简直是土得掉渣的办法。
在场的专家们,都面面相觑。用一个铁箱子加液氮,来搞超低温处理?
这听起来,就象是用一口大锅来炼