第二百三十二章：五轴之困

    第二百三十二章：五轴之困 (第1/3页)

    一九八四年六月的武陵山，雨季来得早。雨水不是下，是倒，从铅灰色的天空倾泻而下，在车间铁皮屋顶上砸出万马奔腾般的轰鸣。山洪从后山冲下来，黄浊的泥水漫过厂区道路，工人们穿着雨靴，蹚着没膝的积水去车间上班。但三号车间里，比窗外的暴雨更让人焦躁的，是那台刚开箱的德国新设备——德马克五轴联动加工中心。

    设备是克劳斯公司作为技术合作的一部分送来的，不是赠送，是“长期技术验证平台”。意思很明白：你们要是能用好，后续订单源源不断；用不好，设备收回。随设备来的除了安装手册，还有一份薄薄的技术要求：三个月内，用这台五轴加工中心完成一件“叶轮”的试制——那是航空发动机压气机上的关键零件，叶片曲面复杂，精度要求0.01毫米，表面粗糙度Ra0.8。

    “五轴”这个词，在1984年的中国机械行业，还是个传说中的概念。大多数工厂还在为三轴数控发愁，“701”厂那台德国磨床也只是四轴。而眼前这台DMU 50，有X、Y、Z三个直线轴，外加A轴和C轴。五个轴要协同运动，加工出空间曲面，其编程复杂程度和加工难度，对“701”厂来说，就像让一个刚学会走路的人去跑马拉松。

    设备开箱那天，施密特没有来——他正在上海安装另一台同型号设备。来的是克劳斯公司新派的年轻工程师，叫托马斯，二十八岁，金发碧眼，说话语速快得像机枪。他打开控制柜，调出数控系统——这次不是西门子，是海德汉的iTNC 530，屏幕更大，菜单更复杂，全是德文。

    “第一件事，”托马斯的中文生硬但流利，他在同济大学学过一年，“建立车间的温度控制。五轴机床对温度敏感，温差1度，精度损失0.005毫米。”

    他拿出一个香烟盒大小的仪器——无线温度记录仪，在车间不同位置布置了八个。“连续监测一周，我要看温度波动曲线。”

    然后他走到机床前，开始讲解五轴编程的基本原理。不是用G代码，是用海德汉特有的“对话式编程”——通过回答系统提问，一步步生成加工程序。他演示了一个简单的斜面加工：系统问“加工面角度？”，输入“45度”；问“刀具长度？”，输入“120毫米”；问“切削深度？”，输入“0.5毫米”……一连串问答后，程序自动生成。

    “看起来简单。”小陈在旁边记录，眉头却皱紧了，“但叶轮的叶片是自由曲面，每一点的曲率都在变。对话式编程解决不了。”

    “所以要学CAM软件。”托马斯打开随身带的笔记本电脑——1984年，笔记本电脑在中国还是稀罕物。屏幕上运行着一个三维建模软件，名字叫“CATIA”，法国达索公司的产品，当时世界上最先进的CAD/CAM系统之一。他调出一个叶轮模型，叶片扭曲得像海螺的壳，表面光洁如镜。

    “用这个建模，然后生成加工路径。”托马斯点击几下，软件自动计算出刀具轨迹，那些轨迹线在三维空间里蜿蜒盘旋，看得人眼花缭乱。

    “这个软件，”小陈问，“多少钱？”

    “一套，二十万美元。”托马斯平静地说，“还不包括每年百分之十五的维护费。”

    会议室里一片倒吸冷气的声音。二十万美元，按当时汇率，差不多五十万人民币——是“701”厂现在全年产值的两倍。

    “买不起。”陈德海直接说。

    “所以要用别的方法。”托马斯合上电脑，“克劳斯公司在美国有个合作项目，开发低成本CAM系统。我可以帮你们申请测试版，但需要你们提供加工数据作为反馈。”

    又是一个“交换”。用“701”厂的加工数据，换一个也许能用的软件测试版。

    “我们干。”谢继远拍板，“没有条件，创造条件也要上。这是五轴，是中国工业的未来。咱们能在武陵山摸到未来，这个机会不能丢。”

    第一步是学习。托马斯每天上午讲课两小时，讲五轴机床的运动学原理，讲刀具半径补偿在空间曲面中的应用，讲如何避免加工中的“奇异点”——那是五轴机床特有的问题，当两个旋转轴达到特定角度时，机床会失去一个自由度，就像人的胳膊肘反关节扭到极限。

    听课的有小陈，有赵建国，还有从技术科抽调的三个年轻技术员。他们带着笔记本，拼命记录，但很多概念听都听不懂——“旋转中心偏置”“刀具姿态角”“后置处理器”……每个词都像一堵墙。

    王有才也听，坐在最后一排，不记笔记，只是听。听到第三天，他举手提问：“托马斯先生，您说的那个‘奇异点’，是不是就像我刮研时，刮刀角度超过70度就会打滑？”

    托马斯愣了一下，然后眼睛亮了：“对！就

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