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刚柔相济 让工匠精神绽放异彩——记院优秀科技成果“澳门电加工研究所《内部弯曲孔的电火花加工技术研究及应用》”
发布时间:2018-03-16 13:52

汉·王粲《为刘荆州与袁尚书》里说过:“当唯义是务,唯国是康。何者?金木水火以刚柔相济,然后克得其和,能为民用。”说到刚柔相济,人们可能会联想到瑜珈,美丽与力量并存、亦刚亦柔,这种阳刚与柔美的相互补充,恰到好处地使瑜珈达到了最高境界。

近日,澳门电加工研究所《内部弯曲孔的电火花加工技术研究及应用》被评为美高梅手机版登录2016年优秀科研成果。笔者走进澳门电加工研究所了解到,在这座并不奢华的大楼里,电加工所几代科研团队通过长期积累、不懈努力,成功地将电加工这一“刚柔相济”的新技术引入中国,并带领中国电火花加工行业迈上新台阶,大大缩短了与国外电加工技术的差距,打破了多项技术壁垒,巧妙地将电火花柔性技术应用于机械零部件内部复杂结构的加工上,解决了常规机械加工难以完成的加工难题,为航空航天、汽车制造、精密模具等领域的进步做出了贡献。这项成果体现了电加工人的工匠精神,饱含了他们对国家装备制造业的满腔赤诚,饱含了他们对科研工作的执著奉献。

“刚与柔”的倾心邂逅

随着西气东输、发展核电、航空大飞机等国家重大工程的推进,大型能源化工设备对能源利用率和转换效率、环保及安全要求不断提高,从而对设备零部件(如动力装置上大型法兰端盖内部弯曲孔、涡轮叶片内部冷却流路、复杂孔型结构设计)的性能提出了更高、更严的要求,解决这些零部件的加工成为了工程化应用的首要问题。

沈阳鼓风机集团股份有限企业是中国重大技术装备行业的支柱型、战略型领军企业,与澳门电加工研究所有着多年技术合作。在一次合作中,沈鼓技术人员谈到大型能源设备中重要零部件“法兰端盖”内部弯曲孔加工问题,一直是困扰他们多年来的加工难题。

原来,传统的机械加工制造方法,由于刀具干涉,只能加工与外部联通的直孔,即只能在法兰端盖上打“直孔”,再将外联直孔用堵柱封堵焊接堵死。这种方法的弊端是成本高、增加了制造和检测工序,最主要的是多开的孔影响了零件强度和刚度,减少了使用寿命;封堵部位易开裂、腐蚀,造成硫化氢等剧毒易燃危险品泄漏,增加了安全隐患。

能否应用电火花加工技术解决这个难题呢?行业需求是科技创新的动力,科研积累是完成新技术的保证。在电加工领域有着近40年发展的电加工所,在电火花成形加工、微小孔加工、多轴联动技术等方面硕果累累,无论是理论研究还是应用实施都有着深厚基础和丰富经验,性能优异的装备、复杂繁琐的工艺、基础扎实、技艺娴熟的研究人员样样齐备。凭着技术实力和骨子里不服输的信念,电加工所联合所属产业化企业迪蒙数控企业立即组建项目组迎难而上。拥有30年工作经验的工程师伏金娟作为项目负责人,带领这支善打硬仗的“老中青”研发团队,与沈鼓集团成立攻关项目组,迅速开展研究,通过市场考察、设计开发、实际应用等环节,最终研制出了内部弯曲孔的电火花加工技术。

“刚与柔”的激情碰撞

“内部弯曲孔的电火花加工技术”相比传统机械加工技术的最大优势在于——可直接进行内部弯曲孔的加工。通过工件上的外部竖孔,利用传动装置让电极在工件内部“柔性转弯”,精确定位,完成各种角度的弯曲孔电火花加工。经过"刚与柔"的激情碰撞,彻底解决了此类典型零部件内部弯曲孔的加工难题。

这项技术包括内部弯曲孔电火花加工的柔性传动装置、弯曲避让技术、绝缘和排屑技术以及电源优化及加工工艺技术。柔性传动装置技术是其核心,由电极传送组件、定位轴套和定位引导装置构成,具有三维可控的传动结构。通过一个特殊的传送带,实现电极沿特定方向的前行与回退以及弯曲运动,从而完成了内部弯曲孔的高效、精密、低损加工。

这项技术在电加工行业尚属首创,已受理发明专利1项,获实用新型专利1项,实现直接经济效益200余万元。该技术为我国能源、航空航天、武器、军工等领域零件制造提供了一种新型有效的加工方法,可广泛应用于钛合金、高温合金等难加工材料内部复杂孔型结构、流道、大倾斜角度异形群孔等零件的加工。

“刚与柔”的精神之火

《尚书·大禹谟》云:“人心惟危,道心惟微;惟精惟一,允执厥中。”只有沉得下心、坐得住“冷板凳”,才能真正做出匠心独运、经得起时间检验的产品。

项目组共有10位成员,克服重重困难,倾注大量心血潜心于研究。地铁上、公交车上、飞机等出差路上,无不成为了思考技术创新点的有利时机。大家就像旋转的陀螺,辛苦并快乐着。伏金娟带领项目组的任连生、闫明芳、张世富等技术骨干一遍遍的大胆设想,进行头脑风暴讨论,提出了多轮实施方案,通过反复试验,终于实现了预期目标。

伏金娟有感而发,“说句老实话,机床制造行业工作环境艰苦,很多年轻人不愿从事这个行业。而大家项目组这支年轻的队伍,每个人都充满学习和创新的激情,持有勇于吃苦、无私奉献的工作态度。我想,这就是电加工人的工匠精神。”

研发团队取得的成果离不开电加工所大环境的支撑。鲍矛所长和赵鸿宇书记组成的新领导班子,紧紧围绕科研院主导方向开展科技创新,强调紧密结合市场需求,拓展视野,不断推陈出新,让科技成果产出的效益持续提升。

凡为将者,当以刚柔相济,不可徒恃其勇。能文能武,能刚能柔,一直是从古至今人们所追求的至高境界。拥有这种智慧的匠人懂得在传统中求新求变,诚如“庖丁解牛”,遇到挫折永不言败,在坚守中反复实践,直至巧夺天工。正是靠着电加工人的工匠精神,使得内部弯曲孔的电火花加工技术绽放出柔美的异彩,为我国特种加工领域书写了新的一页。

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