卷首语
1971 年 5 月 7 日 7 时 19 分,北京某机械厂的精密加工车间里,天刚蒙蒙亮,车间顶的钨丝灯还亮着昏黄的光。老周(机械负责人)站在车床旁,手里攥着张泛黄的齿轮设计图纸,图纸上 “6 组黄铜齿轮、齿距误差≤0.07 毫米” 的红色标注被手指摩挲得有些模糊。
车间里弥漫着机油和金属切削的味道,老郑(资深技师)正调试一台 C616 车床,卡盘上夹着段黄铜棒,表面还沾着上批加工的铜屑;年轻工程师小王蹲在工具柜前,逐一检查百分表(精度 0.01 毫米)、游标卡尺(量程 300 毫米),嘴里念叨着 “可别出岔子”。
“今天是齿轮联动的第一战,齿距差一点,后面联动就卡壳 —— 咱们得像给步枪校准一样,毫厘都不能差。” 老周的声音在车间里回荡,他把图纸铺在操作台上,6 组齿轮的联动示意图在灯光下格外清晰。老郑点点头,打开车床开关,“嗡” 的机器声响起,小王赶紧递上黄铜棒,一场围绕 “0.07 毫米精度” 的加工攻坚战,在晨光与机油味中开始了。
一、初样制作前的准备:图纸、材料与设备的 “三重核验”(1971 年 5 月 1 日 6 日)
1971 年 5 月 1 日起,老周团队就为齿轮初样制作做准备 —— 核心是确保 “图纸无错、材料合格、设备精准”,毕竟 6 组齿轮是密码箱机械防撬的核心,齿距 0.07 毫米的误差要求,比当时普通军用齿轮的精度还高 19%。准备过程中,团队经历 “图纸复核→材料筛选→设备调试”,每一步都透着 “怕出错” 的谨慎,老周的心理从 “期待开工” 转为 “如履薄冰”,为 5 月 7 日的加工打下基础。
图纸的 “细节复核”。老周带着老郑、小王逐页核对齿轮设计图:①齿距参数:6 组齿轮均为模数 2、齿数 37,齿距理论值 6.283 毫米,允许误差 ±0.07 毫米(即 6.2136.353 毫米);②轴孔精度:齿轮轴孔径 19 毫米,同轴度误差≤0.01 毫米,否则会影响联动时的平行度;③咬合间隙:设计要求啮合间隙 0.060.08 毫米,太小易卡顿,太大易松动。老郑发现第 4 组齿轮的 “键槽位置标注模糊”,立即找设计组确认:“键槽必须在齿顶圆对称线偏差≤0.1 毫米,不然装轴后齿轮会偏斜。” 小王则用坐标纸按 1:1 比例临摹齿轮轮廓,核对齿形曲线是否符合 “渐开线标准”(压力角 20°)。“图纸是加工的根,错一笔,齿轮就废了。” 老周在复核记录上签字,每一页都盖了 “已核验” 的红章。
黄铜材料的 “选型与检测”。团队从 3 批国产 H62 黄铜棒(含铜 62%、锌 38%)中筛选:①成分检测:送样至厂化验室,确保铅含量≤0.08%(铅超标会导致切削时粘刀),抗拉强度≥370MPa(保证齿轮强度);②直径筛选:选用直径 50 毫米的黄铜棒,比齿轮最大外径(37 毫米)预留 13 毫米加工余量,避免因材料不足导致报废;③外观检查:逐根查看黄铜棒表面,剔除有裂纹、划痕的(共挑出 3 根不合格品)。老郑经验丰富:“H62 黄铜切削性能好,还耐磨,之前做军用密码锁的齿轮就用它,咬合 1900 次也没明显磨损。” 小王记录材料编号:“5 月 7 日加工用棒料编号 1 至 6,对应 6 组齿轮,方便后续追溯。”
加工设备的 “精度调试”。5 月 6 日,老郑调试 C616 车床:①主轴跳动:用百分表测主轴端面,跳动量 0.01 毫米(达标≤0.02 毫米),否则加工时齿轮会偏心;②刀架定位:调整横向进给手轮,确保每转一格进给量 0.01 毫米,误差≤0.005 毫米;③冷却系统:加注乳化液(浓度 7%),防止切削时黄铜发热变形(黄铜导热快,温度超过 67℃易产生加工误差)。小王用 “试切法” 验证:车削一段黄铜棒,测量外径误差 0.007 毫米,符合要求。“车床精度够了,但操作时手不能抖,进给量要稳。” 老郑拍了拍小王的肩膀,他知道年轻徒弟第一次加工这么高精度的齿轮,肯定紧张。
二、黄铜齿轮加工:0.07 毫米精度的 “实操挑战”(1971 年 5 月 7 日 8 时 12 时)
5 月 7 日 8 时,齿轮加工正式开始 —— 老郑主操车床,小王负责测量,老周全程盯岗,6 组齿轮需逐一加工,每一步都要控制齿距误差在 0.07 毫米内。加工过程中,团队遇到 “切削振动导致误差”“齿距测量时机把控” 等问题,通过调整切削参数、优化测量流程解决,人物心理从 “开工的紧张” 转为 “渐入佳境的专注”,每一组齿轮的完成都凝聚着对精度的极致追求。
本小章还未完,请点击下一页继续阅读后面精彩内容!
首组齿轮的 “加工与调整”。老郑将第一根黄铜棒装夹在卡盘上,启动车床:①粗车:用 45° 外圆刀车至直径 38 毫米,留 1 毫米精车余量,转速 800 转 / 分钟,进给量 0.19 毫米 / 转;②精车:换高速钢车刀,转速 1200 转 / 分钟,进给量 0.07 毫米 / 转,车至直径 37 毫米(齿轮外径);③铣齿:转移至 Y3150 滚齿机,按模数 2、齿数 37 调整滚刀,滚齿时冷却系统持续喷淋乳化液。加工到第 19 个齿时,小王用齿距仪测量,发现齿距 6.36 毫米(超上限 0.007 毫米)。“进给量太快了,降 0.01 毫米 / 转。” 老周立即判断,老郑调整后,下一个齿距测量为 6.34 毫米(达标)。“黄铜软,进给快了容易‘啃刀,得慢一点。” 老郑擦了擦额头的汗,首组齿轮加工完,耗时 1 小时 37 分钟。
齿距测量的 “精准把控”。小王负责每加工 3 个齿就测一次齿距,用 0 级齿距仪(精度 0.001 毫米):①测量环境:在 25℃恒温区测量(温度每差 1℃,黄铜齿距会变化 0.0015 毫米),避免车间温度波动影响;②测量方法:将齿距仪的两个测头卡在齿槽内,轻轻转动表盘,待指针稳定后读数,每个齿槽测 3 次,取平均值;③记录要求:将每组齿距数据记在《加工记录表》上,超差的用红笔标注,立即调整。加工第 3 组齿轮时,车间温度升至 27℃,小王发现齿距平均增大 0.003 毫米,立即汇报:“温度高了,要不要暂停?” 老周回应:“不用,按测量值反推,把滚刀进给量再降 0.005 毫米 / 转,抵消温度影响。” 调整后,齿距回到 6.32 毫米(达标)。
团队协作的 “细节磨合”。老郑负责加工,小王负责测量,老周负责决策,三人形成默契:①老郑加工时,小王提前准备好测量工具,待齿轮加工完,立即送到恒温区测量;②发现超差,老周先分析原因(是设备、材料还是操作问题),再定调整方案,不盲目修改;③每加工完一组齿轮,三人一起核对数据,确认达标后再开始下一组。加工第 5 组齿轮时,滚齿机突然出现轻微振动,老郑立即停机,老周检查发现是地脚螺栓松动,拧紧后重新加工,避免了批量超差。“加工就像走钢丝,一步错,前面的都白干。” 小王看着达标数据,心里松了口气,他之前最担心自己测量出错,现在逐渐熟练,误差控制得越来越准。
三、首次联动测试:卡顿问题的 “排查与定位”(1971 年 5 月 7 日 14 时 15 时 30 分)
14 时,6 组齿轮加工完成,团队立即进行首次联动组装测试 —— 按设计图纸将齿轮装在轴上,固定在测试工装内,手动转动主动轮,观察联动情况。但测试刚启动,就发现 3 组齿轮(第 2、4、6 组)咬合卡顿,无法顺畅转动。团队立即展开排查,从齿轮咬合面、轴孔配合到轴的平行度,逐一排除,最终定位 “齿轮轴平行度偏差 0.19 毫米” 的核心问题,人物心理从 “期待成功” 转为 “遇阻的焦虑”,但也为后续修正找到方向。
初步排查:咬合面与轴孔的 “无异常确认”。老周首先检查齿轮咬合面:①用红丹粉涂抹齿面,手动转动后观察接触痕迹,3 组卡顿齿轮的接触面积均≥70%(达标≥65%),无偏载痕迹;②测量齿侧间隙,用塞尺检测,间隙在 0.070.08 毫米(设计范围),无过紧或过松。小王则检查轴孔配合:①用塞规测量齿轮轴与轴孔的间隙,为 0.010.015 毫米(达标≤0.02 毫米),无卡滞;②检查键槽安装,键与键槽的配合间隙 0.007 毫米,齿轮无偏斜。“咬合面和轴孔都没问题,那卡顿到底在哪?” 小王挠了挠头,老周皱着眉,把测试工装搬到平台上,“再测轴的平行度,可能是轴没装正。”
精准定位:平行度偏差的 “实测数据”。老郑拿来 “百分表 + 磁力表座”,测量 6 根齿轮轴的平行度:①将磁力表座吸在主动轮轴上,百分表表头靠在从动轮轴上,缓慢转动主动轮轴,记录指针跳动范围;②第 2 组齿轮轴的指针跳动 0.19 毫米,第 4 组 0.17 毫米,第 6 组 0.18 毫米(设计要求平行度偏差≤0.05 毫米),远超标准;③检查工装轴孔定位:发现工装的轴孔钻削时存在偏差
第889章 间隙难题[1/2页]