第二百三十二章：五轴之困

第二百三十二章：五轴之困 (第2/2页)

“这就像用圆头的笔，在波浪形的纸上写字。”托马斯解释，“要想字迹清晰，笔尖必须始终垂直于纸面，而且相邻笔画要重叠恰到好处。”
　　
　　第一遍程序生成后，在电脑上模拟。虚拟的刀具在虚拟的叶轮上移动，碰撞检测显示有三次干涉——刀具切到了不该切的地方。修改，再模拟。
　　
　　第五遍模拟通过后，才敢上机加工。
　　
　　试加工那天，车间里挤满了人。连隔壁车间的工人都跑来看热闹——五轴机床，大多数人这辈子第一次见。
　　
　　机床启动。主轴带着球头铣刀旋转，五个轴开始协同运动。那场景令人震撼：工作台在X、Y、Z方向移动的同时，还在A轴和C轴上缓缓旋转，刀具像一只灵巧的手，在铝坯上“抚摸”出叶片的轮廓。切削声不是普通机床那种单调的轰鸣，而是一种有韵律的、忽高忽低的声音，像某种奇特的乐器在演奏。
　　
　　王有才站在安全线外，眼睛一眨不眨。他看到，当刀具加工到叶片根部——那里曲率变化最大——时，A轴和C轴的运动明显加快，机床发出轻微的“嗡”声。
　　
　　“这里，”他对身边的赵建国说，“震动大了。程序在这里给的进给速度没降。”
　　
　　果然，加工完检测时，叶片根部的表面粗糙度超标了——Ra1.2，要求是Ra0.8。
　　
　　“是刀具振动。”托马斯分析，“叶片根部曲率大，刀具在这里的切削角度变化剧烈，激起了振动。要降低进给速度，或者换更短的刀具。”
　　
　　“换刀具吧。”王有才说，“降速度，整个加工时间就长了。咱们不是有那把短柄的球头刀吗？柄长只有标准刀的一半，刚性更好。”
　　
　　换上短柄刀，修改程序，重新加工。这次，叶片根部的表面质量达标了。
　　
　　但新的问题又来了：加工时间。这个简化叶轮，六个叶片，加工了整整十六小时——其中精加工就占了十小时。按这个速度，加工完整的36片叶轮，需要四天四夜不停机。而克劳斯公司给的试制周期，是一个月完成三件。
　　
　　“效率太低。”托马斯摇头，“要优化刀路。现在刀路是‘平行线’式的，相邻刀路间距固定。可以改成‘螺旋线’式，让刀具连续运动，减少空行程。”
　　
　　又是编程优化。小陈跟着托马斯，一点一点学。白天在车间调试，晚上在宿舍研究手册，梦里都是那些三维曲线。
　　
　　第二个简化叶轮，加工时间压缩到十二小时。第三个，十小时。进步明显，但距离实用还很远。
　　
　　就在这时，托马斯一个月的派驻期到了。他要转去沈阳，那里有克劳斯公司的另一个合作项目。
　　
　　临走前，他把所有技术资料——包括CATIA测试版的安装盘、海德汉系统的全套手册、还有他这一个月整理的调试笔记——都留给了“701”。还有一句话：“叶轮试制，最晚八月底要交出第一件合格品。否则，这台设备可能要调走。”
　　
　　压力全部压在了“701”自己身上。
　　
　　托马斯走的第二天，小陈在工作室里尝试安装CATIA测试版。软件有三十多张软盘，要一张一张安装。安装到第二十七张时，电脑死机了。重启，重装，又死机。反复三次后，他意识到：软件对电脑内存要求太高，厂里这台IBM兼容机，内存只有512KB，不够。
　　
　　“去省城借。”谢继远说，“省机械研究所可能有更好的计算机。”
　　
　　陈德海带着小陈，坐长途汽车去省城。路上遇到塌方，堵了六小时。到省城时已是半夜。第二天，他们找到机械研究所，好说歹说，借到一台内存1MB的计算机——在当时已经是“超级计算机”了。但人家只借三天，而且不能搬走，只能在小陈住旅馆，在研究所的机房里工作。
　　
　　三天三夜，小陈几乎没睡。他要把CATIA软件安装好，要把叶轮模型建出来，要生成刀路，还要把数据转成海德汉系统能识别的格式。每个环节都可能出错：软件兼容性问题，单位制转换问题，后置处理器配置问题……
　　
　　第三天凌晨，刀路文件终于生成。用研究所的绘图仪打印出来，十几米长的纸带上，密密麻麻的坐标点，像天书。
　　
　　赶最后一班长途汽车回武陵山。车上，小陈抱着那卷纸带，像抱着炸药包。他知道，如果这个刀路文件有问题，加工时可能会撞刀——五轴机床撞刀，轻则损坏刀具工件，重则损坏机床主轴。而那台DMU50，价值一百二十万马克，按汇率差不多三百万人民币。把整个“701”厂卖了，也赔不起。
　　
　　回到厂里是深夜。车间还亮着灯，王有才和赵建国在保养机床——这是他们每晚的例行工作，不管多晚。
　　
　　“程序好了。”小陈声音沙哑。
　　
　　“那就试。”王有才只说了一句。
　　
　　装夹铝坯，安装刀具，传输程序。小陈的手在发抖，按启动键时，他闭上了眼睛。
　　
　　机床启动。五个轴开始运动。这一次，刀路是连续的螺旋线，刀具像跳芭蕾一样，在工件上滑出优雅的轨迹。切削声变得更加流畅，没有了之前的停顿和突兀的变速。
　　
　　三小时后，第一个叶片完成。停机检测：轮廓精度0.008毫米，表面粗糙度Ra0.6。
　　
　　“成了！”赵建国第一个喊出来。
　　
　　小陈睁开眼睛，看到那个银光闪闪的叶片曲面，在灯光下泛着均匀的光泽。他腿一软，坐在了地上。
　　
　　王有才走过去，用千分表测量叶片不同位置的厚度。“这里，”他指着一个位置，“薄了0.005毫米。应该是刀具在曲面顶点处，切削力方向变化导致的让刀。”
　　
　　“能修吗？”小陈问。
　　
　　“能。”王有才拿出那把他用了一辈子的刮刀，“手工修，0.005毫米，三刀的事。”
　　
　　他俯下身，手腕极稳地移动三下。再测，厚度达标。
　　
　　深夜的车间里，三个年轻人围着一个老师傅，看着那个刚刚诞生的叶片。窗外，武陵山的夜空星河璀璨，远处传来山溪奔流的声音。
　　
　　他们不知道，这个叶片，是中国内陆深山里的工厂，第一次用五轴机床加工出的复杂曲面零件。在1984年的夏天，这是一个小小的奇迹。
　　
　　但王有才看着那个叶片，心里想的不是奇迹。他想的是：三十六片叶片，每片都要这样精雕细琢；叶轮要动平衡，每个叶片的重量差不能超过0.1克；叶轮要装机测试，在每分钟一万两千转的转速下，不能有任何振动……
　　
　　路还很长。而他们，刚刚迈出第一步。
　　
　　他抬头看了看墙上的日历：六月二十八日。离八月底，还有两个月。
　　
　　两个月，要完成第一个完整叶轮的试制。
　　
　　时间，像武陵山雨季的溪水，哗哗地流，一刻不停。
　　
　　而他们，必须追上时间。