一九四一年的七月,烈日炙烤着太行山,瓦窑堡兵工厂内,比天气更热的,是那刚刚在规划会上被林烽点燃的、研发新型122毫米加农炮的澎湃激情。蓝图已然绘就,目标直指一万七千米的惊人射程,而将这宏伟蓝图变为现实的第一步,也是最基础、最至关重要的一步,便是锻造出那根能够承受极致膛压、将炮弹推向远方的——加农炮炮管!
与相对短粗的榴弹炮管不同,为了获得更高的初速和更平直的弹道,实现超远射程,122毫米加农炮的设计炮管长度达到了惊人的1.8米!这根近两人高的钢柱,需要从内到外都达到极高的精度,尤其是内壁那决定炮弹旋转稳定性和精度的膛线,其加工质量直接决定了火炮的命脉。
研发任务下达的第二天,林烽便亲自坐镇王家湾新厂区那台最大的、专门用于加工炮管的重型深孔镗床前。负责主操作的是厂里评级最高的八级技工,姓韩,一位跟钢铁打了一辈子交道、以沉稳细致着称的老师傅。旁边围着李德顺、家泉次郎以及几位参与过“41式”炮管加工的优秀青年技工,小豆子也在其中学习观摩。
那根采用王家湾炼钢厂最新批次高强度钨合金钢锻造、经过初步粗加工的炮管毛坯,被小心翼翼地装夹在机床上,像一条沉默的黑龙,等待着被赋予灵魂。
“开始吧,韩师傅。”林烽沉声道。
韩师傅深吸一口气,启动机床。主轴带着特制的镗刀杆开始旋转,缓缓伸入炮管毛坯的内孔,准备进行第一道精镗和内壁膛线刻削工序。
起初,一切似乎还很顺利。但随着镗刀深入炮管,当加工深度超过一米二左右时,一阵令人不安的、低沉的“嗡……嗡……”声开始从机床内部传来,通过地面隐隐传来细微的震颤感。同时,通过观察窗可以看到,那长长的镗刀杆前端出现了肉眼可见的、极其细微的抖动!
“不好!”韩师傅经验丰富,立刻察觉异常,果断停止了进给。他退出刀杆,仔细检查刚刚加工过的内壁,脸色顿时变得凝重起来。他用强光手电照射内壁,指着某些区域对林烽说:“厂长,您看!膛线深浅不均! 特别是到了中后段,有明显的振纹!这样加工出来的炮管,肯定不合格!”
李德顺和家泉次郎也凑上前查看,眉头紧锁。家泉次郎用指尖轻轻触摸内壁,感受着那细微的起伏,沉声道:“是刀杆震颤导致的。炮管太长,刀杆悬伸量太大,刚性不足,在切削力作用下产生了共振和振动。”
这个问题,在之前加工 shorter 的105毫米榴弹炮管时并不明显,但面对这根1.8米的“长矛”,机床和工具的极限被暴露无遗。
“他娘的!这铁疙瘩还认生?欺负咱们家伙什不够硬?”闻讯赶来的牛大力看着那根“不听话”的炮管,忍不住嚷嚷。
王老铁也围着机床转了两圈,嘬着牙花子:“这么长的家伙,要让它老老实实听话,确实难搞。咱们这床子,怕是有点力不从心啊。”
车间的气氛一下子从火热降到了冰点。首根炮管试制就遭遇如此棘手的技术难题,仿佛一盆冷水浇在了众人头上。没有合格的炮管,后续所有研发都无从谈起。
林烽却没有丝毫慌乱。他仔细检查了机床的震颤情况,又测量了刀杆的悬伸长度和直径,大脑在飞速运转,结合前世的机械知识分析着问题的根源。
“问题主要出在两个方面。”林烽冷静地开口,吸引了所有人的注意力,“第一,是机床导轨的稳定性和阻尼不足。在长行程、重负荷加工时,现有的导轨无法有效抑制振动传递。第二,是主轴转速和进给参数不合理。对于这种长径比巨大的细长轴(孔)加工,高转速更容易激发振动。”
他立刻给出了解决方案,思路清晰得让人惊叹:
“针对第一个问题,我们需要给机床‘强筋健骨’!”林烽指着机床的导轨部分,“立刻加工制作一套‘合金钢稳轨器’!用我们最好的钨合金钢,做成可调节的辅助支撑块,加装在现有导轨的关键受力点和悬臂最远端,增加局部刚性,吸收和分散振动能量!”
他看向王老铁和机械加工组:“老王,这个任务紧急,要用最快速度,拿出最硬的钢,加工出这套‘定海神针’!”
“没问题!包在俺身上!”王老铁一听有解决办法,立刻来了精神,拍着胸脯保证,“俺就是用牙啃,也把这几块稳轨的铁疙瘩给你啃出来!”
“针对第二个问题,”林烽转向操作机床的韩师傅和李德顺,“我们必须改变加工策略,‘慢工出细活’!将主轴转速从现在的每分钟500转,降到300转!同时,相应降低进给速度。虽然这样会大大增加加工时间,但可以显着降低切削力和振动,保证加工的平稳性和最终精度。”
“降到300转?那加工一根炮管得要多长时间啊?”一个年轻技工下意识地脱口而出。
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