第二百三十六章:技术回流
第二百三十六章:技术回流 (第1/2页)八月的深圳像个巨大的蒸笼。南鹏机场填海工地上,热浪从裸露的泥土地面升腾起来,把远处的吊车和脚手架扭曲成晃动的幻影。但谢望城办公室里的温度更低——不是空调,是刚从香港传真过来的检测报告带来的寒意。
报告来自瑞士苏黎世联邦理工学院的材料实验室,用英文和德文双语写成,附带的照片上,是“701”厂用五轴机床加工出的第一批航空发动机叶片原型。图片拍得很清晰,在电子显微镜下,叶片表面的加工纹路像大地的等高线,均匀,致密,完美。
但报告结论栏里,用红笔圈出了一行字:“局部区域检测到微量残余应力,等级B-2,建议优化热处理工艺。”
“B-2级,”香港顾问李先生指着那行字,眉头紧锁,“在国际航空标准里,这是临界值。能用,但寿命会受影响。如果是A级供应商,这种产品根本不会出厂。”
谢望城盯着那些显微镜照片。照片右下角有手写的标注:“取样位置:叶盆中部,距前缘35mm”。那是叶片受力最复杂的区域,也是加工难度最大的区域。
“问题出在哪里?”他问。
“可能是多轴联动时的刀具轨迹规划。”李先生翻到报告的技术分析部分,“五轴加工曲面时,刀具姿态角不断变化,切削力的方向和大小也在变。如果程序没有充分考虑材料的各向异性,就会在表面和亚表面留下不均匀的残余应力。”
他顿了顿,看向谢望城:“谢工,您父亲那边……有没有详细的加工过程数据?特别是精加工阶段的切削参数、刀具磨损情况、冷却条件?”
谢望城拿起电话,拨通了武陵山的长途。接电话的是技术科长老周,声音隔着电话线有些失真,但能听出兴奋:“谢工!瑞士的报告您收到了吧?总体评价很不错,就是那个残余应力……”
“周工,我需要精加工阶段的完整数据。”谢望城打断他,“从第五十号叶片开始,每片叶片的每一道精加工工序,所有的切削参数、机床状态、检测记录,全部整理出来,用最快的速度寄到深圳。”
“这……数据量很大,光打印出来就有几百页。”
“不要打印,用计算机数据文件。你们厂里那台IBM,应该有软盘驱动器吧?存到软盘上,航空特快寄过来。”
电话那头沉默了几秒。“谢工,实话说,有些数据……没完全电子化。王师傅他们调整参数,很多时候靠手感,现场记录在本子上。那些本子……”
谢望城明白了。在武陵山,最核心的“经验”还停留在老师傅们的笔记本上,停留在他们的肌肉记忆里,没有完全转化成计算机能处理的数据。这也是为什么瑞士实验室能检测出问题,但厂里自己可能都没意识到问题的根源。
“那就把所有笔记本一起寄来。”他当机立断,“周工,这件事关系到后续的德国订单。如果残余应力问题不解决,克劳斯公司可能会取消后续合作。”
挂掉电话,谢望城转向李先生:“香港有没有做切削仿真分析的公司?或者高校的相关实验室?”
“香港理工大学机械工程系有个团队,专门研究精密加工动力学。”李先生想了想,“他们的设备是从德国引进的,能做切削过程的有限元仿真。但费用不低,而且……他们通常接外资企业的单。”
“钱不是问题。”谢望城说,“你帮我联系,越快越好。另外——”他拿起那份瑞士报告,“这份报告,帮我翻译成中文,技术术语要准确。我要寄回武陵山。”
三天后,一个沉甸甸的包裹从武陵山寄到深圳。里面有三样东西:五本用橡皮筋捆着的笔记本,纸页已经泛黄,边角卷曲;十张5.25英寸软盘,标签上写着“叶片加工数据”;还有一封谢继远的亲笔信。
信很短:“望城:你要的东西都在这里。王师傅说,如果洋人的机器测出问题,那问题一定在咱们还没弄明白的地方。你大胆查,厂里全力配合。”
谢望城先看笔记本。那是王有才和赵建国的工作日志,从五轴机床安装调试第一天开始记录。字迹有的工整,有的潦草,夹杂着很多只有他们自己能看懂的符号和简写:“A轴+2度,振”“换刀后声闷,退0.1”“冷却液温高,表面发蓝”……
但最珍贵的是那些手绘的草图——刀具在不同位置的角度示意图,切削力方向的箭头标注,甚至还有刀具磨损后切削刃形状的变化简图。这些图,是老师傅们对复杂加工过程的直观理解,是任何传感器都采集不到的“认知数据”。
软盘里的数据更系统,但明显有断层:机床自动记录的数据很完整,包括坐标、转速、进给、电流、温度等等,每秒钟采样一次;但人工干预的记录——比如王有才凭手感调整参数的时刻,赵建国发现异常停机的判断——这些关键信息,要么记录不全,要么根本没录入。
“这就是问题所在。”香港理工大学的张教授看完数据后说,“机床的自动化部分很完美,参数都在理论最优范围内。但那些人工干预……你们看这里。”
他在电脑上打开一个数据文件,指着时间戳为“1985-04-1703:22:15”的一行:“主轴电流突然从12安培升到15安培,持续了3.2秒,然后操作工手动降低了进给速度。机床日志里只记录了电流变化和操作动作,但没有记录操作工为什么这么做——是听到了异常声音?是感觉到振动?还是看到了什么?”
“王师傅的笔记本里有写。”谢望城翻到对应日期的记录页,上面有一行小字:“寅时三刻,刀声尖,似刮玻璃。疑刀钝,减进给,查刀。”
张教授眼睛亮了:“就是这个!‘刀声尖,似刮玻璃’——这是对切削振动的直观描述。如果当时有声音传感器,采集到这段音频,我们就能分析出振动频率和模式,然后反向优化刀具轨迹程序。”
他站起身,在白板上画示意图:“五轴加工叶片,最理想的状态是切削力矢量始终垂直于加工表面,并且大小恒定。但实际中,由于曲面曲率变化,刀具姿态角不断调整,切削力的大小和方向都在变。变化太剧烈,就会激起振动,在材料表面留下残余应力。”
“那该怎么优化?”谢望城问。
“两条路。”张教授竖起两根手指,“第一,优化刀具轨迹规划,让切削力的变化尽可能平缓。这需要更先进的CAM软件和更强大的计算能力。第二——”他指向那些笔记本,“把这些老师傅的经验,转化成控制算法的约束条件。比如‘刀声尖’对应的振动模式是什么频率?‘减进给’应该减多少?这些经验值,如果能量化,就能变成程序里的‘如果-那么’规则。”
思路清晰了。但实施起来,需要三样东西:更先进的CAM软件,更强大的计算机,以及把老师傅经验量化的方法。
CAM软件,香港理工大学有正版的CATIAV3,比“701”厂用的测试版先进两个版本。张教授同意让谢望城带团队来使用,条件是研究成果双方共享。
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