學霸的軍工科研系統 第104章

作者:十月廿二

  對方輕輕咳嗽了兩聲,然後說道:

  “我剛剛看了電子顯微鏡的檢測結果,目前的0.2mm鉸刀只能清除小孔內壁的毛刺和殘渣,從重融層的金相結構判斷,它的硬度很高,沒辦法通過機械鉸孔手段完全去除。”

  “另外,渦輪葉片本身就是對形變要求很高的薄壁件,機械鉸孔過程難度很大而且效率很低,每片產品上光氣膜孔就有上百個,如果對每個小孔都做一遍,恐怕沒有100-200個工時根本打不住,算下來一臺發動機大概得用……兩個月時間。”

  討論進度一時間陷入了停滯。

  深孔加工本來就是機械製造過程的老大難問題,而渦輪葉片由於其特殊的工作環境,對於生產製造的要求更加苛刻,氣膜孔數量大直徑小,很多常用的拋光手段都沒辦法使用。

  實際上,以410廠自己的技術實力,甚至連給重融層做厚度檢測都做不到。

  這也是他們此前一直沒發現這個問題的一個客觀因素。

  從會議開始就坐在鍾世宏旁邊的常浩南一直沒有開口。

  他在面前的筆記本上把目前的幾個主要難題一一列舉了出來。

  首先是必須有一種硬度足夠高的東西,這樣才能把重融層給去掉,根據剛纔的討論結果,鋼製鉸刀並不能滿足這一要求。

  其次是這個過程不能對葉片本身造成損傷,裝夾過程最好足夠簡單。

  最後是加工效率得足夠高,最好能夠同時處理一個葉片上的幾百個氣膜孔,而不是一個一個來。

  ……

  一時間也摸不到思路的常浩南幾乎是無意識地拿起面前的杯子,喝了一大口水。

  晚餐喫的肉芽炒肉,有點塞牙……

  而就在這個時候,一道靈光突然閃過腦海。

  似乎……這個過程跟漱口,或者說洗牙有點類似?

  那是不是可以考慮用水……

  不對,考慮用摻雜了高硬度磨料的流體來對重融層進行去除呢?

  聯繫不上編輯,174再說吧,大體內容就是通過測試發現了重融層的存在,順便讓主角頭腦風暴了一下有關大飛機生產的佈局問題

第177章 精加工領域的革命

  抓住這個轉瞬即逝的思路之後,常浩南頓時感覺到,路走寬了。

  0.3mm的孔徑(牙縫)對於鉸刀(牙籤)來說是一個難以處理的大小,並且孔內的微結構也對鉸孔過程很不友好。

  而且,鉸刀畢竟是要旋轉的,沒辦法用硬度高但很脆的材料製造,否則很容易就把自己給崩飛了。

  就像牙籤在使用過程中很容易折斷一樣。

  但換個思路,把硬度超高的剛玉或者金剛石加工成粒徑100微米左右甚至更小的粉狀物體,再跟水或者油或者其它什麼具有流動性的基體混在一起,通過加壓的方式讓它們流過葉片的氣膜孔,就完全可以滿足筆記本上面寫着的所有條件。

  也就是後世很多人用過的衝牙器的思路。

  “同志們,我有一個想法。”

  常浩南放下了手中的水杯。

  所有人的目光瞬間看了過來。

  雖然他並非410廠的工程師,看上去似乎也沒有生產製造領域的經驗。

  但過去這半年時間裏,常浩南在殲8C和渦噴14上面創造的奇蹟實在是太多了。

  多到足以讓這裏的所有人都忽略他的知識背景。

  “我想到了一種新的磨削加工的方式。”

  常浩南說着站起身,來到身後不遠處的黑板旁邊,隨手拿起一根粉筆,在上面畫了個有點類似漏斗的東西:

  “這個設備的大體結構應該是這樣的,有兩個對稱的缸狀容器,將零件和夾具固定在兩個容器之的通道中通過缸內活塞擠壓磨料來回流動。磨料流體與被加工面之間的流動,就可以產生磨削作用。”

  他的畫功一般,機械加工方面的很多專有名詞用的也不夠嚴格,但好在下面的聽卸际嵌械模B畫帶講之下還是理解了黑板上面的示意圖。

  “噴砂工藝?”

  很快有人說出了一個名詞:

  “據說德國那邊,製造內燃機氣缸的時候就會用這種辦法做拋光,但主要是依靠噴料對工件表面的衝擊作用,對於磨料的粒度和尺寸是有一定要求的,很難用在咱們這個尺度的氣膜孔上面啊。”

  這個工藝名稱對於常浩南來說屬於新知識,他此前並沒有接觸過,但從對方的隻言片語中,他還是聽出了跟自己這個思路的不同:

  “所以我們不能把這些工藝直接照搬過來。”

  常浩南又在容器裏面的磨料部分畫了個重點符號:

  “純固體磨料的流動性和可控性太差,在加工過程中不可避免地會對渦輪葉片表面不需要拋光處理的部分造成損傷,所以我的想法是,把非常細小的硬質顆粒,比如碳化硅、白剛玉、金剛石,混合相關液體,調製成膏狀的、半流體狀態的介質作爲磨料。”

  “正所謂水無常形,這樣的軟磨料可以像液體一樣,在壓力作用下自動鑽進需要拋光的孔道里面去,又不會對外表面產生太多影響,不要說我們這種直通的氣膜孔,就算是內部結構更復雜的彎曲孔、異型孔,也能用這種方法進行加工!”

  一大段內容說完之後,整個會議室裏鴉雀無聲。

  包括鍾世宏在內的所有人都開始嚴肅地思考黑板上思路的可行性。

  儘管粉筆手繪出來的圖本身略顯抽象,但這裏面蘊藏的思路顯然是極爲寶貴的。

  磨削,跟車、銑、刨等方式類似,也是一種典型的切削加工方式。

  但隨着人類對於表面光滑度的要求愈發提高,以及各種非平面、非軸對稱零件的出現,傳統的磨牀已經很難滿足愈發奇葩的工業要求。

  尤其是凹凸面與彎曲孔道,一般的刀具和模具根本無法有效處理。

  這也是當今精加工領域的一個公認難題。

  發達國家目前給出的版本答案是電化學研磨。

  說是研磨,但其實真正發揮作用的是電解過程。

  把需要處理的工件作爲電解池的陽極,通過金屬基體與表面雜質層的化學位不同,在通電情況下實現拋光。

  顯然,這需要極強的電化學水平,只要控制條件稍有波動,就很容易產生晶間腐蝕,導致整個產品報廢。

  如果410廠有這個能耐,那莫不如從一開始就用電液束流加工法,從根源上避免產生重融層。

  實際上這也是當今華夏製造業的通病。

  不是某個關鍵技術不過關,而是哪哪都不過關,千頭萬緒之下,甚至很難找到一個快速起效的抓手。

  410廠只是其中的一個縮影而已。

  這就導致哪怕做出了一些技術突破,比如電火花打孔技術,但由於整個工序的其它環節仍然存在短板,最終造出來的產品往往還是很難讓人滿意。

  而常浩南的這個思路,相當於把原本木桶最短的那塊板子給補長了。

  如果能夠實現,那得到好處的絕對不只是410廠一家。

  整個機械加工行業,乃至整個製造業,都會直接因此而受益!

  “我認爲這個思路……值得一試!”

  首先開口的是那名負責產品後處理工段的工程師:

  “但根據我的經驗,這個工藝的核心技術,應該是軟性磨料的配方,以及對不同工件進行磨削加工過程中的壓力參數。”

  “這方面如果要從零開始一點點試驗的話,我們恐怕得做好打長期攻堅戰的準備啊。”

  按照常理來說,他的擔憂顯然是有道理的。

  這東西和材料學有點相似,剛開始研究的時候很難直接確定方向,往往需要採用廣撒網的方式來碰邭狻�

  比如磨料顆粒的成分、配比、粒徑大小,以及磨料基體的粘稠度、化學性質等等,都得一點點試出來。

  後面隨着研究進程的愈發深入,才能慢慢找到一些規律,在一定程度上減少盲目性。

  不過,剛好有一個不符合常理的人在這裏。

  “這一點不用擔心。”

  別人眼中最麻煩的部分,反而是常浩南最擅長的:

  “關於軟磨料的開發,以及加工過程中的控制系統,我可以藉助一些仿真模擬手段來初步確定可行性最高的研究方向,進度應該比諸位預想的要快上不少。”

  “但是這個磨削設備的其它部分,尤其是工裝夾具,以及具體實現缸內活塞擠壓的機械結構,需要其它人來幫我完成。”

  常浩南說完,輕輕放下了手中的粉筆。

  映入眼簾的是十幾張充滿愕然表情的面孔。

  “這……也能模擬出來?”

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第178章 精工計劃(二合一)

  開口提問的是姚夢娜。

  她只覺得自己彷彿回到了那個剛剛認識常浩南不久的晚上,對方一臉平淡地解釋爲什麼不能用CFD方法模擬平直翼顫振問題的時候。

  姚夢娜一度以爲自己在這麼長時間的努力之後,至少不會再遇到那種尷尬的場面了。

  但顯然她還是略微高估了自己。

  當課題延伸到另外一個領域的時候,二人之間的距離似乎又被突然拉開了。

  “用傳統方法確實不行。”

  常浩南把黑板旋轉了180°換到另外一邊。

  實際上,利用離散元方法對軟性磨料做數值模擬這種事情,就連他也是剛剛纔理清思路,並且通過系統進行了一番試探。

  【基於離散元理論爲基礎,建立磨粒的三維模型,設置模型的尺寸、形狀、濃度和密度,考慮流體和磨粒間的耦合作用,建立磨粒與磨粒、磨粒與流體、磨粒與內壁面的接觸模型,模擬流體中磨粒受力和邉忧闆r,預測離散相磨粒的邉右幝桑治瞿チ狭鲯伖膺^程中磨粒對工件材料去除機理,對磨料流拋光效果進行預測……】

  離散元方法雖然在70年代就已經被創造了出來,但到目前爲止獲得的關注基本只侷限於岩土工程領域,遠不如連續元方法的應用廣泛。

  結果自然是成功了。

  【完善項目消耗科技點數:25點,直接給出項目結果消耗點數:250點,是否確認開展研究項目:基於離散元法的軟性磨粒拋光及材料表面去除機理?】

  這一次,常浩南並沒有猶豫太長時間,便選擇了確認。

  一方面,這並不是他本身擅長的領域,並且更重要的是,由於觸發了質量問題的技術歸零原則,因此不僅渦噴14B,就連渦噴14A的生產也暫時停了下來,現在準備交付部隊試用的4架00批次殲8C已經在112廠的車間裏面開工了,誰也不希望看到完工的機體因爲要等發動機而無法交付的場面出現。

  另一方面,那篇發表在IEEE Transactions on Automatic Control上面的控制理論領域論文讓他直接獲得了多達100點科研點數和2500點理論經驗,所以在點數使用上稍微揮霍一些也無妨。

  剎那之間,巨量的知識和經驗湧入腦海之中。

  儘管已經有過很多次這樣的經歷,但這種身體被填滿的充實感還是讓他非常着迷。

  常浩南做了個深呼吸,抬手輕輕扶了一下有些發脹的腦袋,同時裝作無事發生的樣子繼續說道:

  “兴苤邢拊ㄒ埠茫邢摅w積法也好,一個重要的基本假設是所研究的介質材料處於連續狀態。”

  “在這種假設下,材料的物理性質可以由連續函數表達,通常稱這些表達物理性質的函數爲物理方程。通過聯立材料的物理方程、問題的平衡方程、邊值條件以及初始條件,可以得到問題的控制方程,從而求出特定狀況下的數值解。”

  “但是,這一類數值方法在處理由大量固體顆粒所組成的散體物料時問題很大,因爲顆粒物料中的各顆粒是獨立邉拥模@意味着各個單元節點很可能發生很大的變形和位移。”

  “但我們完全可以換一個角度,重點考慮顆粒對象之間、顆粒與邊界模型之間的接觸行爲的詳細描述,以及整體的平衡關係,也就是離散元思想。”

  “將對象之間的接觸行爲與系統的動量平衡方程聯繫起來,爲每一個顆粒單元建立一個邉游⒎址匠蹋蓄w粒的邉臃匠叹兔枋隽穗x散系統的整體邉右幝伞!�

  “主要的研究過程,我目前判斷可以分爲四個步驟,首先是用數學語言描述邊界模型的表面形狀、邉雍湍p,其次是對顆粒與複雜邊界模型之間的接觸做出判斷……”

  常浩南一番基本理論講了大概二十分鐘左右,然後發現下面的絕大多數人都用一種清澈的眼神看着自己。

  好在還有少數幾個比較年輕的工程師,還有姚夢娜正在認真思考,看上去應該是至少聽懂了一部分。

  這就足夠了。

  和在601所那邊的情況差不多,需要配合他進行數值模擬工作的人手本來也不需要幾個,更多人還是要負責具體的設備開發工作,也就是真正設計並製造出一臺適配軟性磨料的磨牀出來。

  “關於離散元模擬的問題,有興趣的同志可以在會後找我詳談,我大概需要3-4個人來幫我進行編程和數值分析過程。”

  “至於剩下的機牀設計部分,我想可能需要找一些外援。”

  410廠的主業畢竟是造航發而不是生產機牀的,讓他們進行一些技術改進還行,但從頭開始搞個新的磨削設備出來,確實有點太難爲人了。

  “這個倒是不難。”

  看到問題解決曙光的鐘世宏瞬間來了精神頭:

  “盛京第一機牀廠和我們一直都算是有合作關係的兄弟單位,他們在這方面應該比較有經驗,尤其磨料和控制系統開發都有常工完成,剩下的就是純機械部分了。”

  “至於具體的合作方式麼……”

  鍾世宏低頭思索了一小會: