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蒸汽轮机项目组和研究院的合作很顺利,实力强劲的卡洛琳却进了重工的另一个组帮忙。
这是蒸汽轮机组的配套组,专门负责解决生产问题,定制蒸汽轮机相关量产用机械设备。
蒸汽轮机的生产有两个难关要攻克,涡轮叶片和轴承。
涡轮叶片这边,在展馆开启前,两个组已经试过几个木头做的叶形模型,基本上越好的叶形加工难度也越大。
到真机上,要做出长度半米以上的连续曲面叶片,存在各种加工难题,即便把整体加工改成单叶加工,也需要做出可以改变运动轴的车床来。
改变运动轴说起来只有几个字,但要在保证加工精度和力度的前提下做出来,困难可不少。
轴承这边,在造型上相对叶片要简单很多,可要在近十米长的一体轴承加工上保持足够的精度,难度比半米多的连续曲面叶片还高。
卡洛琳带的小队,就主要帮机械组解决一些靠纯机械很难做到的东西。
经过几天磨合,了解各方面需求后,卡洛琳和机械组讨论出一个新的解决方案。
这套方案的原理基于多轴加工。
多轴加工在特使殿下的课里只粗略提过,不是个能够一步到位的东西,还是得从基础机床做起一步步复杂化。
多轴加工就是把车床、铣床等形式的机床结合在一起。这里面分很多种加工形式,包括刀体完全静止,工件转动往刀上靠;刀体转动、刀体夹具静止,让工件做平面单轴或两轴运动;工件静止,让转动且能做两轴运动的刀具动起来,等等。
结合起来后最复杂的状态,变成刀具做xyz三轴移动,工件用到xy两个方向的可旋转轴,或者换一种,给工件运动增加z轴,刀具改为两轴。
具体到现有情况,因为现有加工设备不是依靠小尺寸电机驱动,做三轴运动还要带传动系统的机械结构过于复杂,两轴也难以保证加工精度,只能让刀具做上下运动,由工件台来完成工件的各种姿势变化。
这里用到的魔术系统,就主要用于精准控制工件位置。
经过长时间的学习,卡洛琳已经意识到魔法在出力稳定性方面是存在劣势的。
量产加工需要全天不间断工作能力,魔法虽然也能产生动能,不过现有的魔力无法靠人工定量提取,只能被动吸收,受环境魔力密度与流动性的变化影响大,因此在大功率要求的设备上表现会不那么稳定。
避开劣势,发挥魔法多变的优势,用来检查工件状态并给出指示,能耗低,也对提高精度和良品率有很大帮助。
给生产小组开发的这套魔术系统,可以扫描工件,直接在设备外用全息的方式显示工件相对刀头、夹具的位置,并直接在虚拟影像的空余空间标注出刀头距离、工件轴角度等信息。
具体的长度精度测量主要通过模拟游标卡尺的结构来测量,现在的读数精度只能达到0.05毫米。角度主要通过对比工件和工件台,做三角函数计算,不过初版还不能自己算出结果来,只能给出数值让技术工自己算。
后续的测量精度提高,需要更精密且复杂的魔术阵,样机阶段还搞不定。
小组在重工各车间配合下,花了二十几天捣鼓出样机,试着加工涡轮叶片。
因为加工难题的关系,蒸汽轮机组也不得不妥协,把一体涡轮抛开,改成沟槽嵌入叶片的形式,这会提高后续的维修频率,不过至少没有缩小尺寸,把输出功率给提上去了。
样机加工出来的叶片效果不错,测得误差在0.07毫米内。当然这里主要原因是用到了重工个人能力天花板级的技术工人,如果是一般工人,10厘米宽度区域的检测精度可能会提高到0.1毫米。
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