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正文 第830章 逆向工程的第一个月
    五月的长春,春意正浓。一汽厂区里的杨树抽出了新叶,在午后的阳光下泛着油亮的光。但齐铁军此刻无心欣赏春光,他正坐在技术科的小会议室里,面对着一张摊开的大桌子,上面摆满了图纸、资料、照片,还有十几个大大小小的零件。

    这些是那台丰田3S-FE发动机的“遗体”。

    经过一个月的拆解、清洗、测量,这台2.0升四缸发动机的每一个零件都被分解开来,按照系统分类摆放。缸体、缸盖、曲轴、连杆、活塞、凸轮轴、气门、油泵、水泵……每一个零件上都贴着小标签,标注着名称、编号、测量尺寸。

    会议室里坐着五个人:齐铁军、王教授、刘师傅,还有两个新来的年轻技术员——小王和小李,都是今年刚从吉林工大毕业的大学生,分配到了一汽。

    “都到齐了,咱们开个会。”齐铁军清了清嗓子,“从今天起,咱们这个‘发动机逆向工程研究小组’就算正式成立了。目标很明确,就是把这台丰田发动机吃透,摸清它的设计思路、技术特点、工艺方法,为咱们自己的发动机研发打基础。”

    他拿起一个活塞:“这是铝制活塞,重量只有320克,比咱们现在用的铸铁活塞轻了将近一半。轻了有什么好处?惯性小,发动机转速可以做得更高,油耗更低。但铝的强度不如铸铁,热膨胀系数也大,怎么解决?”

    小王举手:“丰田在活塞裙部做了特殊的椭圆设计,还镀了锡,减小摩擦。另外,活塞环槽做了强化处理。”

    “对。”齐铁军点点头,“那这个强化处理是怎么做的?是热处理?还是特殊涂层?咱们得搞清楚。还有,活塞环的开口间隙是多少?侧隙是多少?背隙是多少?这些数据都要测准。”

    小李在本子上飞快地记录。

    “再说缸体。”齐铁军拿起一个铝制缸体,“全铝缸体,重量轻,散热好。但铝的耐磨性差,所以缸筒里镶了铸铁缸套。这个镶缸套的工艺很关键,过盈量多少?怎么保证缸套不松动、不漏水?丰田用的是压力铸造,铝液在高压下注入模具,同时把缸套压进去。这个工艺,咱们现在有吗?”

    王教授摇头:“没有。国内的压力铸造设备还不行,特别是大型铝铸件。咱们现在用的还是重力铸造,废品率高,质量不稳定。”

    “这就是差距。”齐铁军说,“但差距不可怕,可怕的是不知道差距在哪。现在咱们知道了,就要想办法追。压力铸造设备,国内没有,国外有。能不能引进?或者,能不能自己研发?”

    刘师傅摸了摸缸体表面:“这光洁度,真漂亮。咱们铸造的缸体,毛刺多,砂眼多,加工余量留得大,浪费材料不说,精度也上不去。”

    “所以要从铸造工艺入手。”齐铁军说,“王教授,您联系一下哈工大铸造教研室,看看他们有没有这方面的研究。另外,沈阳铸造研究所也可以问问。实在不行,咱们去日本考察,看看人家的铸造车间是怎么干的。”

    “好,我回去就联系。”王教授说。

    “然后是缸盖。”齐铁军拿起铝制缸盖,“四气门,双顶置凸轮轴,液压挺柱。这个设计,现在是国际主流。但难点在哪?”

    “配气机构复杂。”小王说,“两根凸轮轴,十六个气门,八个进气道,八个排气道,布置要紧凑,气流要顺畅。还有,液压挺柱的调校很关键,要保证气门间隙始终为零,但又不能顶死。”

    “对。”齐铁军指着缸盖上的进气道,“你们看这个进气道形状,是螺旋进气道,能形成涡流,提高燃烧效率。这个形状是怎么设计出来的?是凭经验,还是靠计算?如果是计算,用什么软件?如果是试验,怎么做?”

    一连串的问题,让两个年轻技术员陷入了沉思。

    “逆向工程,不是简单的抄作业。”齐铁军环视众人,“拆开,测量,画图,这只是第一步。更重要的是理解设计思想,理解为什么这么设计,好处在哪,难点在哪,工艺怎么实现。然后,结合咱们自己的条件,看看哪些能学,哪些要改,哪些暂时学不了但要朝这个方向努力。”

    他走到墙边,拉开一块白布,露出一块大黑板。黑板上已经画了一个简单的发动机结构图。

    “咱们分工。王教授,您负责总体设计和计算,特别是配气机构、进排气系统、润滑系统。刘师傅,您负责工艺和材料,特别是铸造、热处理、表面处理。小王,你负责测量和绘图,建立三维模型。小李,你负责试验和测试,特别是台架试验的方案设计。”

    “齐工,那您呢?”小王问。

    “我负责协调和总成。”齐铁军说,“另外,我还要跟大众方面协调,看能不能借用一些测试设备。还有,跟国内的配套厂联系,看看活塞环、轴瓦、密封件这些,国内能不能做,水平怎么样。”

    分工明确,各自领了任务。会议开到下午三点,散会时,每个人脸上都带着既兴奋又凝重的表情。兴奋的是,能参与这么重要的项目;凝重的是,任务艰巨,前路漫漫。

    齐铁军最后一个离开会议室。他站在桌前,看着那些精致的零件,心里涌起复杂的情绪。这些零件,代表着一个工业强国的技术实力。而他们,要从零开始,一点一点地追赶。

    电话响了,是沈雪梅。

    “铁军,在忙吗?”

    “刚开完会。你那边怎么样?”

    “忙死了。”沈雪梅的声音有些疲惫,“优化劳动组合的方案公布了,厂里要裁掉三百人。这几天,我办公室的门槛都快被踏破了,都是来开病假条的,想躲过下岗。我按原则办事,能开的开,不能开的坚决不开。有些人理解,有些人不理解,说我不近人情。”

    “难为你了。”齐铁军说,“这种事,得罪人是难免的。但你是医生,得对病人负责,也得对自己的职业负责。”

    “我知道。但看着那些工友,有些跟我爸一样大,有些跟我一起长大的,现在要下岗,我心里难受。他们为厂子干了一辈子,最后落这么个结果。”

    “改革总是有阵痛的。”齐铁军说,“但长痛不如短痛。厂子不改制,不优化,最后可能整个厂子都保不住。到那时候,所有人一起下岗,更惨。”

    “道理我懂,但情感上接受不了。”沈雪梅沉默了一会儿,“铁军,你说,咱们这么拼命干,是为了什么?”

    “为了什么?”齐铁军想了想,“为了有一天,咱们的工人不用下岗,因为有技术,有本事,到哪里都有饭吃。为了有一天,咱们的工厂不用求着别人给订单,因为咱们的产品好,技术先进,别人要求着咱们。为了有一天,咱们的工程师能设计出世界一流的发动机,而不只是拆别人的发动机来研究。”

    电话那头,沈雪梅轻轻笑了:“你还是这么理想主义。”

    “总得有人理想主义。”齐铁军也笑了,“不然,这个世界就太现实了。”

    “对了,跟你说个事。”沈雪梅说,“我打算在厂医院搞个试点,开展对外门诊。现在厂里效益不好,医院经费也紧张。对外门诊,可以增加点收入,也能服务周边的居民。你觉得怎么样?”

    “好事啊。”齐铁军说,“但你们是厂医院,对外开诊,政策允许吗?”

    “我问了卫生局,现在鼓励企业医院向社会开放,盘活资源。就是手续麻烦点,要审批,要办执照,还要扩建诊室,增加设备。但我想试试。”

    “我支持你。需要帮忙就说。”

    “嗯。你那边呢?发动机拆得怎么样?”

    “正在研究。难点很多,但总得一步步来。今天我们成立了研究小组,分了任务,准备大干一场。”

    “那你注意身体,别太拼。胃不好,记得按时吃饭。”

    “知道了,你也是。”

    挂了电话,齐铁军心里暖洋洋的。沈雪梅就是这样,自己工作再忙,压力再大,也总是惦记着他。这份情谊,他记在心里。

    下午四点,齐铁军回到一汽-大众的总装车间。机器人验收通过后,这台机器人已经正式投入使用,负责活塞连杆螺栓的拧紧工位。刘师傅成了专职的机器人操作员,还带了个徒弟——小张,一个二十出头的小伙子,中专毕业,学的是机电一体化,正好对口。

    齐铁军到的时候,机器人正在工作。机械臂平稳运动,拧紧轴精准下落,拧紧螺栓,抬起,移动到下一个螺栓位置。动作流畅,节奏稳定。刘师傅站在控制柜前,盯着屏幕上的数据,小张在旁边学习。

    “齐工。”看到齐铁军,刘师傅打招呼。

    “怎么样,运行还顺利吧?”

    “顺利,从早上到现在,干了四百多个工件了,没出过一次故障。”刘师傅脸上带着自豪,“这机器人,比人稳当,力矩控制得准,一个不差。”

    “人还是要的。”齐铁军说,“机器人是工具,人是大脑。你要看着它,管着它,定期保养,出了问题要能处理。”

    “那是。”刘师傅点头,“我按说明书,每天检查润滑油,检查气管电线,检查紧固件。小张学得也挺快,现在能独立操作了。”

    小张腼腆地笑了笑。

    齐铁军看了看运行数据,一切正常。他又走到旁边的工位,那里有两个工人在手动安装活塞。这是机器人投入使用后调整的工序——机器人负责拧紧螺栓,工人负责上料和对准。分工合作,效率提高了不少。

    “齐工。”一个工人打招呼。

    “怎么样,还适应吧?”

    “适应,比原来轻松了。原来要拧十六个螺栓,累得手腕疼。现在只要把工件放好,对准,按一下按钮就行。机器人干活,我们省劲。”

    “但要求更高了。”另一个工人说,“原来手动拧,有点偏差还能调整。现在机器人认死理,工件放歪一点,它就拧不上,还报警。我们得更仔细,更认真。”

    “这是好事。”齐铁军说,“提高质量,从每一个细节做起。”

    正说着,生产线突然停了。不是机器人停了,是整条线停了。工人面面相觑,不知道发生了什么。

    齐铁军快步走到生产线控制台,值班长正在检查。

    “怎么回事?”

    “不知道,突然就停了。可能是哪个设备故障了。”

    齐铁军扫视生产线,很快发现了问题——在发动机吊装工位,一个吊具卡住了,发动机悬在半空,上不去下不来。操作工在紧急处理,但一时解决不了。

    “吊具故障,是机械问题还是电气问题?”齐铁军问。

    “好像是限位开关坏了,吊具到位后信号没传回来,系统以为没到位,就不往下执行了。”值班长说。

    “多久能修好?”

    “得换开关,至少半小时。”

    半小时,整条生产线停半小时,损失不小。齐铁军皱起眉头。这种故障,在生产线上不算少见。设备老化,备件不足,维护不到位,都会导致停机。合资企业引进了先进的生产线,但管理和维护水平还没完全跟上,这是现实。

    “先把发动机手动放下来,绕过这个工位,继续生产。”齐铁军果断下令,“不能等,等不起。”

    “可……规程不允许啊。”值班长犹豫。

    “特殊情况特殊处理。手动操作,注意安全。我负责。”

    值班长只好照办。几个工人找来手动葫芦,小心翼翼地把发动机吊下来,放到小车上,推到下一个工位。生产线重新启动,虽然慢了点,但至少没停。

    齐铁军跟维修工一起检查故障吊具。果然是限位开关坏了,触点氧化,接触不良。这种开关,德国原装的,国内没有备件,得等进口。但生产不能停,得想办法。

    “有没有国产的替代品?”齐铁军问维修工。

    “有倒是有,但尺寸不一样,安装孔对不上,得改。”

    “改。现在就改。只要能临时用上,不影响生产就行。”

    维修工去找国产开关。齐铁军看着那个坏掉的德国开关,心里不是滋味。一个小小的限位开关,就能让整条生产线停摆。这就是技术依赖,这就是受制于人。如果所有的备件都要进口,所有的维修都要等外国专家,那还谈什么自主?

    半小时后,维修工拿着一个国产开关回来了。尺寸大了点,安装孔位置不对。但维修工有办法,他在安装板上打了两个新孔,重新接线,调试。虽然粗糙,但能用。

    吊具恢复了。生产线恢复正常速度。

    齐铁军看着那个粗糙的改装,心里有了主意。他回到办公室,找来设备科的老李。

    “老李,咱们现在有多少设备的关键备件是要依赖进口的?”

    “那可多了。”老李拿出一本厚厚的清单,“从数控系统,到伺服电机,到传感器,到液压元件,好多都要进口。特别是德国原装的,贵不说,交货期还长,经常一等就是两三个月。”

    “这样不行。”齐铁军说,“咱们得想办法国产化替代。哪怕性能差一点,可靠性低一点,但至少能用,不会因为等一个备件就停产。”

    “国产的……质量恐怕不行。”老李犹豫。

    “不行就改进,就攻关。咱们可以找国内的厂家合作,提要求,帮他们改进。总比完全依赖进口强。”

    “这……得领导批准吧?”

    “我去找领导说。你先列个清单,把最常用、最容易出故障、进口依赖最严重的备件列出来,排个优先级。咱们从最简单的开始,一个一个攻关。”

    “好,我这就去办。”

    老李走了,齐铁军坐在椅子上,思绪万千。发动机逆向工程是长远的事,但备件国产化是眼前的事。长远和眼前,都要抓。自主创新,不只是在设计上,也在制造上,在供应链上。一个小小的限位开关,就是一面镜子,照出了中国制造的短板。

    晚饭时间,齐铁军去食堂,遇到了施密特。施密特也听说了生产线故障的事。

    “齐,听说下午生产线停了?”

    “一个小故障,已经解决了。”

    “我听说你用国产的开关替代了德国原装的。”施密特看着他,“这不符合规定。原装备件是经过严格测试和认证的,国产的没有经过认证,万一出问题,会影响整条生产线的安全和质量。”

    “施密特先生,我理解您的担忧。”齐铁军诚恳地说,“但原装备件要等两个月,生产线不能停两个月。我们做了一些临时处理,保证安全,保证质量。等原装备件到了,我们会换回去。”

    “但这不是长久之计。”施密特说。

    “对,不是长久之计。”齐铁军说,“所以我想,能不能推动一些备件的国产化?当然,要经过严格的测试和认证,达到原装的标准。这样既能降低成本,又能缩短供货周期,对双方都有利。”

    施密特想了想,说:“理论上,集团是支持本地化采购的。但标准不能降低,测试要严格。而且,需要德国总部的批准。”

    “那我们可以先做试点。选几个不关键、但用量大的备件,找国内厂家做样品,做测试。如果通过,就小批量试用。效果好,再扩大范围。”

    “这个思路可以。”施密特点头,“你先做个方案,列出备件清单,国内厂家的情况,测试计划。我看看,如果可以,我向总部报告。”

    “谢谢施密特先生。”

    “不用谢。齐,我理解你的想法。在中国办厂,最终还是要依靠中国的供应链。这是趋势,只是需要时间,需要过程。”

    “是的,需要时间,需要过程。”齐铁军重复道,心里却想,时间不等人,过程必须加快。

    机械部的大会议室里,坐了三十多人。除了五轴机床项目组的核心成员,还有各个协作单位的代表:哈工大、清华、北航、机床研究所、电机厂、轴承厂、丝杠厂……济济一堂,烟雾缭绕。

    陆文婷坐在主位,面前摊着厚厚的资料。这是项目启动后的第一次大型协调会,目的是明确分工,确定时间节点,协调资源。

    “各位,人都到齐了,咱们开会。”陆文婷清了清嗓子,“首先,感谢各位在百忙之中来参加这个会。五轴机床项目,是国家‘八五’重点科技攻关项目,意义重大,难度也大。今天把大家请来,就是要统一思想,明确任务,落实责任。”

    她打开投影仪,墙上出现了一个倒计时表:总工期36个月,从今天开始倒计时。

    “三十六个月,三年时间。我们要完成一台五轴联动数控机床的设计、制造、调试、验收。时间紧,任务重,经费有限,人手不足。困难很多,但我们必须完成。”

    她切换页面,出现机床的结构示意图。

    “总体方案上次已经确定:三个直线轴用伺服电机加滚珠丝杠,两个旋转轴用直驱电机。今天,我们讨论各个分系统的具体方案和分工。”

    “先从直线轴开始。张教授,您负责结构设计,有什么问题?”

    北航的张教授站起来:“直线轴的结构设计,我们初步完成了。床身采用整体铸造,树脂砂造型,保证刚性。导轨采用滚柱直线导轨,精度等级P3。丝杠用直径40毫米,导程10毫米,精度等级C3。这些都没有问题。问题是,国内的铸造水平,能不能做出这么大、这么复杂的床身?而且,树脂砂造型,国内用得不多,工艺是否成熟?”

    机床所的老陈接话:“铸造这块,我联系了济南第二机床厂,他们做过类似的床身,有经验。树脂砂造型,国内有几个厂在用,但主要是做机床床身,经验不多。我们可以派人去学习,或者请国外的专家来指导。”

    “经费呢?”陆文婷问。

    “请国外专家,一天就要一千美元,还不算机票住宿。”老陈苦笑,“咱们的经费,恐怕不够。”

    “那就自己攻关。”陆文婷果断地说,“老陈,你负责组织一个铸造工艺攻关小组,去济南二机床蹲点,学习他们的经验。同时,联系沈阳铸造研究所,请他们提供技术支持。我们要在三个月内,解决床身铸造的问题。”

    “三个月……时间太紧了。”老陈皱眉。

    “紧也得做。床身是基础,基础打不好,后面全白搭。”陆文婷不容置疑,“下一个,丝杠和导轨。李教授,您负责。”

    清华的李教授推了推眼镜:“丝杠和导轨,我们调研了国内几家厂。南京工艺装备厂的丝杠,精度可以做到C3,但批量生产时稳定性不够。汉江机床厂的导轨,精度可以达到P3,但刚性不如进口的。我的意见是,关键部件,比如丝杠的螺母、导轨的滑块,先用进口的,保证性能。等我们机床做出来了,再逐步国产化。”

    “进口的价格是多少?”陆文婷问。

    “一根C3级丝杠,进口的要两万人民币,国产的只要八千。一个P3级导轨滑块,进口的要一万五,国产的只要五千。”李教授说。

    “差价这么大……”陆文婷沉思,“但性能差距也大。这样,丝杠和导轨,先用进口的。但我们要跟国内厂家合作,提出我们的要求,帮他们改进工艺,争取在项目周期内,实现关键部件的国产化。这个任务,李教授您负责。”

    “好。”

    “下一个,直驱电机。王教授,您那边怎么样?”

    清华的王教授叹了口气:“直驱电机的选型,遇到了困难。我们联系了几家国外厂家,德国的西门子,日本的安川,都有类似的产品。但价格太高,一套旋转直驱电机,要二十万人民币。而且,交货期要六个月,还不包括调试时间。”

    会议室里一阵沉默。二十万,两套就是四十万,占了总经费的近十分之一。而且交货期太长,会拖累整个项目。

    “国产的呢?”陆文婷问。

    “国产的……”王教授摇头,“沈阳电机厂在做,但还处于样机阶段,性能不稳定,扭矩波动大,温升高。我们测试过,连续运行两小时,温升超过六十度,影响精度。”

    “那能不能用传统的力矩电机加编码器?”有人提议。

    “力矩电机响应慢,精度低,达不到直驱的效果。”王教授说,“我们要的是高动态响应,高精度,只能用直驱。”

    “那就只能进口了。”陆文婷沉思,“但四十万太贵,而且交货期来不及。这样,王教授,您再跟国外厂家谈谈,看能不能降低价格,缩短交货期。同时,咱们自己也做两手准备,跟沈阳电机厂合作,提要求,帮他们改进。哪怕最后不能用,也要积累经验,为以后打基础。”

    “好,我去谈。”王教授说。

    会议从上午开到下午,一个分系统一个分系统地讨论。电气系统、控制系统、液压系统、冷却系统、刀库系统……每一个系统都有问题,每一个问题都需要解决。经费不足,时间不够,技术不成熟,人才缺乏……困难像山一样压过来。

    但没有人说放弃。每个人都清楚这个项目的意义。五轴机床,是高端制造的基础。没有五轴机床,就加工不出复杂的航空零件、船用螺旋桨、发电机组叶片。这是国家工业实力的象征,是必须攻克的堡垒。

    下午四点,会议终于到了尾声。陆文婷做了总结:

    “各位,今天的会开得很好,问题都摆出来了,方向也明确了。接下来,就是干。分工表我会尽快发给大家,每个分系统都有负责人,有时间节点,有验收标准。我希望,三个月后我们再开会时,每个分系统都有实质性的进展。”

    “另外,我要强调一点。”她环视全场,“我们这个项目,不是闭门造车。要开放,要合作。国内的厂家,能用的就用,不能用的就帮他们改进。国外的技术,能引进的就引进,不能引进的就学习。我们的目标,是造出一台能用、好用的五轴机床,更是要培养一支能设计、能制造、能调试五轴机床的队伍。这支队伍,才是我们最大的财富。”

    散会后,陆文婷疲惫地靠在椅子上,揉了揉太阳穴。助理小刘给她倒了杯水。

    “陆总,您休息一下吧,从早上到现在,您一口水都没喝。”

    “没事。”陆文婷接过水,喝了一口,“小刘,你把今天的会议纪要整理出来,明天发给大家。另外,跟踪一下各个分系统的进展,每周给我一份简报。”

    “好的。”

    “还有,帮我联系一下齐铁军高工,问问他在合资企业有没有接触过五轴机床,有没有什么经验可以分享。”

    “好的,我马上联系。”

    陆文婷走到窗前,看着楼下的长安街。车流如织,人流如潮。这座古老的城市,正在经历着前所未有的变革。而她,是这场变革的参与者,推动者。五轴机床,只是开始。后面,还有数控系统,还有高精度传感器,还有高速主轴,还有……路还很长,但必须走下去。
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