第39章 治本——振动时效

  一九五四年，寒冬。

  张勤前往兄弟厂协调解决摩托车量产中遇到的精密部件工艺难题。

  而林照则独自一人，踏上了前往津沽重型机床厂的行程。

  此行，他肩上是郭墨院长亲自交代的一项重任：

  摸清国内高精度机床的“卡脖子”环节，为后续可能的攻关探路。

  厂办李科长接待了风尘仆仆的林照，双方简单交流了来意。

  由于时间已晚，便安排林照在厂招待所住下。

  约定次日一早前往问题最突出的1620车间进行实地考察。

  ……

  第二天天刚亮，北风卷着雪沫子往人领口里钻。

  林照跟着厂办李科长，两人还没进车间，就听见里面激烈的争论声：

  “肯定是主轴轴承间隙大了！听这声儿，转起来都发飘！”

  另一个声音立刻反驳：

  “你说得轻巧！这轴承是上月刚换的进口货！”

  “我看是导轨磨损了，啃刀！”

  林照掀开厚重的棉帘进去，只见一台体型巨大、漆成灰色的老大哥式1620车床旁，围了五六个人。

  车间主任看见李科长，赶紧迎上来：

  “李科，您可来了！孙总工也在这盯一早上了，这床子趴窝三天，这批急件眼看要交货，愁死人了！”

  被称作孙总工的老者约莫五十岁，戴着眼镜，正俯身盯着床身上那道用来滑动拖板的导轨，上面有段细微的颤痕。

  他闻声抬头，看到李科长身后的生面孔，略显疲惫地点点头：“这位是？”

  李科长连忙介绍：

  “这位是部里介绍来的燕京林教授，专门来帮我们解决技术难题的。”

  听闻，孙总工暗道：

  “太年轻了。”

  但碍于情面，他还是简单说明了情况：

  “林教授，您看，这台床子精车大直径轴类时，外圆表面出现规律性振纹，粗糙度超标。”

  “我们查了主轴、导轨、刀架，都没发现明显问题。”

  话音刚落，车间里所有老师傅的目光，都齐刷刷地聚焦到了林照身上。

  林照心里顿时一紧。他原本只是想先来看看情况，调研一下，收集些实际数据。

  没想到刚一露面，就被推到了最前线。

  他现在如果说“我只是来调研的，先看看。”不仅会让大家都感到失望，更会显得自己无能怯场。

  林照心里暗暗叫苦：

  “这下糟了，被架起来了……幸好来之前恶补了些基础知识。”

  车间主任忍不住追问了一句：“林教授，您看……这根源到底可能出在哪儿？”

  林照深吸一口气，强迫自己冷静下来。

  他想起在张建老师那里恶补的基础知识，【神匠天赋点】似乎在隐隐触发。

  林照没说话，走到床头箱旁，手掌轻轻贴上箱体侧壁：

  “开机，低转速。”

  他需要更多信息。

  操作工合上电闸。机床低沉地轰鸣起来。

  林照闭眼，全部心神都沉浸在指尖传来的细微震动上。

  【神匠天赋点】让他能清晰分辨出不同频率的振动成分。

  围观的老师傅们不明所以，纷纷交换着眼神。

  几分钟后，林照直起身，暗道：

  “振动频率有些奇怪，不像是简单的结构共振。”

  在【神匠天赋点】的加持下，他对于材料内部应力有一种近乎直觉的感知。

  林照突然开口问道：

  “孙总工，这台床身的铸件，当初是怎么做时效处理的？”

  孙总工一愣，没想到林照会问这个，下意识回答：

  “按规程办的呀。浇铸完，在露天放了小半年风刮雨淋。”

  “然后进窑子用小火焖烧了两天，去去应力。”

  林照点点头，心中了然。

  系统赋予的【高刚性机床结构解决方案】在他脑海中清晰浮现。

  其中关于应力处理的理论阐述得透彻。

  传统的自然时效和简单的炉内退火，对于这种大型复杂铸件，应力根本去除不净。

  在后续的粗加工和长期使用中，残余应力会慢慢释放、重新分布，导致床身发生极其微小的变形。

  这种变形肉眼不可见，却足以改变床身的整体刚度分布。

  使其在某些特定转速下，表现出类似共振的剧烈振动。

  这才是病根！

  林照转过身，抛出了结论：

  “问题，恐怕不在设计，而在于制造。”

  孙总工和老师傅们都愣住了：

  “制造？”

  林照走到床身边：

  “对。根子出在床身铸件的残余应力上。”

  “浇铸出来的时候，里头就像一团被拧紧了麻花，憋着一股劲。”

  “虽然放了半年，窑里也烧过，但这股劲没完全卸掉。”

  他指着床身上那些复杂的筋板结构：

  “您看这些厚薄不一的地方，冷却速度不一样，应力也大小不一。”

  “年深日久，加上加工震动，应力慢慢释放，导致床身发生了微小变形。”

  “一旦切削力达到某个临界点，整个床身的刚性分布就变了，振动就来了。”

  闻言，一位老师傅忍不住插话：

  “林教授，可这应力……看不见摸不着的。”

  “咋证明？又咋治呢？总不能把这几十吨的床身回炉重铸吧？”

  林照的系统方案中早有准备，他缓缓说道：

  “证明不难。”

  “麻烦取一些铅块或者厚腻子来。”

  东西很快取来。

  林照让人将铅块紧紧压在床身中段几个他认为应力最大的平面上。

  林照下令道：

  “开机，转速调到……200转。”

  机器再次轰鸣。

  在低转速下，并无异常。

  但林照紧紧盯着那些铅块。

  几分钟后，就在众人疑惑时，只见其中一块铅块横向滑动了一下！

  见状，林照喊道：“停！”

  机器停下。

  所有人都围了上来，看着那块移动了铅块，目瞪口呆。

  车间主任疑问道：

  “这……这是咋回事？”

  对此，林照解释道：

  “残余应力释放时，会导致材料发生微小的流动。”

  “铅块软，就把这个流动给显形了。”

  “这说明，这块床身内部的应力不仅存在，而且还在活跃地释放和重新平衡。”

  “这才是导致刚度不稳定、引发振动的根本原因。”

  孙总工看着那移动的铅块，后背惊出一身冷汗。

  但他还是冷静地追问道：

  “林教授，那你的看法是？”

  闻言，林照目光扫过车间，看到墙角放着一台闲置的、用来校平钢板的老式机械振动台。

  林照语出惊人：

  “有，治本的法子，叫振动时效！”

  众人面面相觑：“振动……时效？”

  这个词太陌生了。

  林照走到那台旧振动台旁，继续解释道：

  “传统的时效，靠的是时间和温度，让应力慢慢松掉。”

  “太慢，而且对大型复杂件效果有限。”

  “振动时效，是利用机械振动，让工件内部的残余应力快速地被抖掉。”

  “效率高，效果好，特别适合这种大家伙！”

  林照的思路清晰，指挥若定：

  “孙总工，麻烦找几个老师傅，帮我把这台旧振动台改造一下。”

  “我们需要给它加装牢固的夹具，能把床身牢牢固定在上面。”

  在他的指导下，工人们利用车间的现有材料，开始热火朝天地改造振动台，制作专用的紧固夹具。

  林照则凭借【神匠天赋点】的微妙感知，不断调整偏心轮的配重和电机转速，寻找着那个关键的参数。

  ……

  几个小时后，一切准备就绪。

  巨大的床身被牢牢固定在加固后的振动台上。

  林照下令，声音清晰：

  “开机！从低速开始，慢慢升！”

  “嗡——”

  改造过的振动台发出沉闷的咆哮，巨大的床身随之开始轻微震动。

  突然，林照突然说道：

  “就是现在！保持这个频率！振动两小时！”

  操作工立刻稳住调速手柄。开始以一种低沉而均匀的嗡鸣持续振动起来。

  孙总工下意识地掏出了怀表，紧紧攥在手里，表壳都被手心的汗浸湿了。

  两个小时，前所未有的漫长。

  当时针终于走完最后一格，林照干脆利落地一挥手：“停！”

  “咔哒。”电源切断。

  林照再次拿起那块小小的铅块。

  在之前做过标记的地方，他小心翼翼地又将铅块压了上去。