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(本章作局部修改,将错误的“大理石”更改为“花岗石”,看过的朋友无需再看,因为作者错误给读者带来的不便,深感歉意)
“花岗石?”
何师傅等几位老师傅一片哗然,这超出了他们的认知。机床的部件越坚固越好,这是常识。机床自古就有,古代使用木质机床,后来发展到青铜机床,近代才演变为铁质、钢质。为了研究出更坚固耐用的机床,各国都在研究专门的合金配方,以制作机床的床身和耐固件。
怎么能用花岗石!
花岗石不过是一种的石头,它是要比一般的石头稍硬一点,可它有钢铁硬吗?一榔头下去,还不砸一个坑,这怎么能作为机床床身使用?
“小郭,你这想法也太异想天开了,花岗石怎么可能作为机床床身使用,太可笑了!”几位老师傅都大摇其头。
“等等,或许……”
董老等人却没有跟着否定,几个人都坐在下面苦苦思索,从记忆里搜寻花岗石的相关物理化学属性。他们都是材料科学专家,花岗石又不是什么很特殊的材料,相关的材料特性很快浮现出来。
“花岗石是熔岩冷却后形成的火成岩,存在期限达亿万年,这就是说,经过亿万年沉积,其内部应力早已得到释放,具有很高的稳定性。它的抗压强度是250到260兆帕,弹性模量是130到150Gpa(1Gpa=1000兆帕),肖式硬度HS65到HS72,是铸铁的2到三倍……”
董老从记忆中找到花岗石的说明,一个字一个字说道。
“花岗石的线膨胀系数是4.61×10的负6次方/每摄氏度,只有一般金属的三分之一到四分之一,热导系数和热膨胀系数很小……”
钟寒枫也缓慢开口。
听到他们似乎有认同郭逸铭的意思,几位老师傅顿时哑口无言,相互之间看看,一时间惊疑不定。这几位可是中科院的专家,连他们好像也开始帮着郭逸铭说话了,难道这花岗石,还真的可以作为机床上关键部件使用?
仿佛是受两位院长影响,高国皓也用沉思般的语气慢慢说道:“花岗石的内阻尼系数比钢大15倍,吸振性能极好,可以有效减缓电机运行造成的震动……”
董老他们越发兴奋起来,争着道:“花岗石摩擦系数小,表面光滑无滞涩,作为机床导轨再合适不过!”
再往深入想,花岗石的各种优异特制更加让他们激动不已。
“花岗石耐酸碱,不会生锈,耐磨性也很好,是常用铸铁件的10倍!”
“它不用油封,也不用涂防锈油脂,一般的酸碱溶液也不对其造成损伤!”
郭逸铭笑了起来,又追加道:“还有一项特性你们没考虑到,花岗石不怕损伤,即使是被划伤或是触碰,也不会产生毛刺,不会出现变形,几乎不影响运动精度,修复起来也非常便捷。最最关键的,它加工容易,成品率高。它不用像金属件,需要经过翻砂、锻造、热处理,只要研磨、抛光,就可以得到超过金属件的加工精度,而且工期大大短于普通金属部件。
更重要的是,它便宜!
加工精度是金属件的两倍,价格却只有金属件的二分之一,马上就可以加工,立即就能使用,还有比这更好的精密机床部件材料了吗?”
几位老师傅仿佛被人施了定身法,张口结舌说不出话来。他们一点也没想到,看起来普普通通的花岗石,竟然有这么多的优良特性,就好像是专门作为机床床身、导轨部件存在一般。
“可花岗石很脆啊!”
一直在旁默默记录的舒雨菲怯生生举起手,第一次显示了她的存在。
“没错!”
董老一拍手:“所以它不能作为普通机床使用,因为它不耐冲击。一般机床,将毛胚加工成半成品,刀具对毛胚进行切削,会产生很大的冲击力,所以它不适用于普通机床!但我们要做的是高精密机床!”
钟寒枫也笑容满面:“精密机床只需要对初加工、甚至是精加工的零部件,进一步精细处理,切削精度达到微米级别,冲击力微乎其微,对花岗石部件几乎就不会造成损伤!这真是天生的精密机床材料!小郭简直是太天才了,我无法想象,他是怎么想到,会用花岗石来制造机床关键部件的,他大脑回沟肯定和我们不一样,这要转过多少个弯啊!”
所有人都看向郭逸铭,对他神来之笔的奇思妙想,深感惊叹。
郭逸铭淡然一笑,他难道能说,花岗石作为精密加工设备的关键部件,是他从金属材料所听来的?而且好象现在国外已经在对花岗石优良特性,研究如何应用于精密制造业了。国内精密制造业技术落后,才会对此大惊小怪。
他这种淡然的态度,反而让别人感到他莫测深高起来。谁都不知道,这个年轻人肚子里到底还有多少货。
“这么说,花岗石真的可以用来制造机床?”何师傅战战兢兢试探着问道。
“当然可以!”
一众科学家们齐声应道,随即放声大笑起来。
花岗石,这真是个绝妙的好主意!
……
在众人智慧的共同作用下,机床床身、导轨、轴承都决定采用花岗石制造,轴承选用的是空气轴承,花岗石光滑的表面特性正适合空气轴承这种特殊轴承,损坏后维修成本也很低。修都懒得修,直接换一个新的就可以了。
具体的改进当然不止这一项,以前车床给进系统使用的交换式齿轮箱,结构复杂、反向间隙大、精度差,被大家一致废弃,决定采用步进电机驱动,与滚珠丝杠配合使用,再通过反向机构的减速比,增大驱动力矩。
以前机床使用的交换齿轮调速、人工手动操作,被伺服电机和自动控制系统所取代。这方面在单晶炉制造中,大家已经取得了经验,开发难度大大降低。
为此,对机床的电气系统也进行了重新设计,把原本分散的各种电路集中,通过控制系统统一控制,减小了保养维修难度,稳定性进一步提高,电气故障率也得到显著改善。
增加了测距、测温等测量探头,提高了机床定位精度……