第109章 长轴颤振
凸轮轴这根东西，从外表看就是一根长铁棍子。
但这根铁棍子，是发动机的神经中枢。
它上面分布着好几个形状各异的凸轮瓣，每一个凸轮瓣控制着一个气门的开闭时序。
凸轮瓣的形状精度，直接决定了发动机的进排气效率和整体功率输出。
简单来说，如果把发动机单独的看作一个整体。
那么缸体是发动机的骨架，连杆是手脚，而凸轮轴就是大脑。
大脑要是出了毛病，整台机器就成了个废铁疙瘩。
问题出在加工上。
凸轮轴的长径比极大，直径三十多毫米，长度却接近四百毫米，比例超过了一比十二。
在车床上切削这种又细又长的东西，跟在筷子上雕花差不多。
实在是太细了，刀一碰上去，中间就开始晃。
而且这晃动会越来越厉害，最后整根工件都会在主轴上疯了似的甩来甩去。
车刀要么崩了口，要么在工件表面拉出一道道丑陋的波纹纹路。
这个现象，学名叫“切削颤振”。
王建业干了三十多年钳工，见过各种各样的疑难杂症，但这回他也栽了。
四号车间的地上堆了十一根报废的合金钢料。
每一根都是从省城花大价钱买来的40Cr调质钢，三块七一公斤。
光这十一根料算下来，就报废了将近五十块钱。
这也不算特别小的钱了。
王建业蹲在废料堆旁边，捏着一根表面满是波纹的凸轮轴半成品，嘴里叼着一根没点着的烟。
“中心架加了，跟刀架也加了，转速从三百降到一百二又降到八十，进刀量减到零点零三毫米。”
他把那根半成品翻过来，指着上面的波纹。
“你看，照样有纹！”
“料子中间那截刚性太差了，再怎么夹外圆都压不住啊！”
陈卫国站在一旁，手里拿着一份苏联老专家编写的切削参数手册。
手册翻到凸轮轴加工那一页，上面密密麻麻地标注着各种参数。
“苏联人在加工这类细长轴的时候，用的是一种叫‘一夹一顶’的方式。”
“一头卡盘夹紧，另一头用尾座顶针顶住，中间再加两个中心架辅助支撑。”
话到此处他推了推眼镜，表情也堪比高考生一样凝重。
“但这个方法有个前提条件，那就是这么操作，对机床主轴的跳动精度要求极高，最好在零点零零五毫米以内。”
“咱们那台苏制立车主轴跳动是零点零一五，差了三倍。中心架能压住外圆，但压不住共振。”
“共振？”王建业挑了挑眉毛。
“嗯。车刀吃进去之后，切削力会让工件产生受迫振动。”
“当振动频率跟工件的固有频率接近的时候，就会产生共振放大效应。”
“振幅越来越大，最后就成了你看到的这种麻花纹。”
“通俗而言，就是这根轴太细了，抖起来之后刹不住车。”
王建业听完，重重地吐了口烟气。
“那怎么办？换台更好的车床？”
陈卫国苦笑了一下，摇了摇头。
“国内目前达到零点零零五跳动精度的精密车床，只有上海和沈阳的几个大厂有。一台至少几万块外汇，还不一定买得到。”
车间里沉默了。
……
张国栋也来了。
他从那天下午开始就泡在了四号车间里。
一连三天，他让工人试了十几种方案。
加中心架。不行。
换硬质合金刀片，不行。
用低速手摇进给，也不行。
甚至试过在切削面上浇菜籽油，做临时冷却润滑。
结果还是不行。
所有的手段都指向了同一个结论，东西本身刚性不够。
车床夹具的刚性不够，工件本身的刚性更不够。
这不是工人的手艺问题，也不是刀具的质量问题。
这是纯粹的物理学问题。
是质量、弹性模量和振动频率之间，那个冰冷的物理数学关系决定的。
到了第三天晚上，连陈卫国都开始犯嘀咕了。
“厂长，要不……咱们先把凸轮轴放一放，先把缸体铸造做出来？”
“等以后有条件买到高精度车床了，再回来攻凸轮轴？”
张国栋靠在车间角落的铁柱子上，双手抄在棉袄口袋里，没说话。
他知道陈卫国这话不是泄气，是实事求是。
但是这道题，后世其实是有解的！
只是那个解法藏得太深了，自己一时半会儿想不起全部的细节。
只能想起来，答案在“液压阻尼”四个字里面。
但具体怎么做，怎么用手边这些破烂家伙什，搭出一套简易的液压阻尼装置……
暂时，还差一个一点就透的灵感。
时间一点一点过去了。
车间里的人都散了，只剩下张国栋和打瞌睡的王建业。
外面的风越来越大，铁皮屋顶被吹得哐哐响。
张国栋看了一眼墙上的挂钟。
凌晨一点四十。
他揉了揉发酸的眼睛。
……
凌晨两点出头，四号车间的大铁门被寒风吹得嘎吱响了一声。
张国栋抬起头来。
门缝里挤进来一个矮壮的身影。
裹着一件旧军大衣，头上戴着火车头棉帽，帽檐上面沾了一层雪花。
左手提着一个铝制保温饭盒，右手拎着一只暖水瓶。
是张宝川。
“爹？”
张国栋愣了一下，赶紧迎上去。
“这大半夜的，你怎么来了？外面下雪呢，你身体……”
“少废话。”
张宝川把饭盒往工作台上一墩，拧开盖子。
一股子猪肉大葱的香味立刻蹿了出来，在冰冷的车间里格外诱人。
是包子。
白面大肉包子，个头有拳头那么大，皮子上面还沾着水蒸气。
“你妈知道你三天没回家了，今晚专门擀的面蒸的包子。大半夜的她不敢出门，让我给你送过来。”
张宝川把棉帽摘下来拍了拍雪，往旁边的凳子上一坐。
“吃。趁热的。”
张国栋看着那几个白胖胖的大包子，鼻子一酸。
这辈子有这么一个老爹，他还有什么不知足的。
“好的爸。”
他拿起一个包子咬了一口。
皮薄馅大，猪肉是新鲜的，葱是家里院子自己种的那种小香葱。
热乎乎的肉汁在嘴里炸开，暖得人从嗓子眼一路热到了胃里。
张宝川看着儿子狼吞虎咽的样子，没说什么大道理。
他只是拍了拍儿子的肩膀，闷声说了一句。
“当年大炼钢铁那会儿，全厂上下没一个人说能炼得出来。”
“我站在炉子前面烤了三天三夜，胡子都烧焦了。后来呢？不也炼出来了。”
“机器是硬的死的，人是活的。活人不能让尿憋死。”
张国栋嚼着包子，愣了一下。
活人不能让尿憋死。
他低头看了看手里的包子。
包子皮是软的。咬一口下去，里面的肉汁没有喷出来，也没有流出来。
因为皮太软了，把肉汁的冲击力全部吸收了。
软……
吸收！
张国栋的手登时一顿，眼睛里突然亮了一下！
软的东西可以吸收硬的东西的冲击。
液压油也是软的。
后世的数控车床为什么能加工细长轴，而不震刀？
因为它们的跟刀架上装了液压阻尼器！
阻尼器里面装满了高粘度的液压油！
当工件开始震动的时候，液压油的阻尼力，会把振动的能量一点一点地消耗掉。
就像包子皮把肉汁的冲击力，一点一点地吃掉了一样！
张国栋直接站了起来。
“爹。”
“嗯？”
“你这包子，救了我的命了！”
张宝川一脸莫名其妙地看着自己儿子。
“吃个包子，至于这么大惊小怪的嘛？”
但张国栋已经顾不上解释了。
他三步并作两步冲到了车间角落的废料堆前面，在一堆乱七八糟的零件里翻找了起来！
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