航天重器為何偏愛微軸承

2022-06-07

一根鋼材,也能成為航空航天的保駕利器。在國家級專精特新“小巨人”企業八環科技集團股份有限公司里,就有著航天重器偏愛的微型軸承。


沿著路橋區峰江街道園區北路而行,一片嶄新的廠區,正是八環科技集團股份有限公司。各種航空航天軸承、高端汽車軸承、工業機器人軸承、智能檢測設備等精密零部件,源源不斷地從這里出發,前往最合適的“崗位”。日前,我們走進八環科技集團股份有限公司,親歷一根鋼材的高精密智造之旅。



數字化磨裝車間,幾乎見不到工人。


零下250℃

也能可靠工作


“在軸承領域,尺寸方面大、小兩個極端都是技術難點。”高高瘦瘦的李響,是八環科技旗下浙江利鈞智能裝備有限公司的總經理,也是工人們口中的“廠長”。他的話不多,精干有力。他告訴我們,八環科技,正是其中的佼佼者。


辦公區一樓的展示廳里,旋轉的展示盤上,滿是八環科技的硬核產品。在其中一個展示盤上,密密麻麻擺著各種微型軸承。“這個就是我們航空航天儀表盤軸承。”李響拿起一個微型軸承,遞了過來,“你把手攤開。”


落入掌心的微型軸承,內徑只有1.5毫米,比綠豆還小些,甚至讓我們的相機對焦都變得困難起來。盡管把所有的注意力都集中到手掌,但入手的那一刻,我們并沒有感覺到金屬的冰涼。0.0067克的體重,甚至連異物感都微乎其微。


輕輕用手指捏起晃動,我們看到,狹小的空間里,軸承里的7顆直徑0.68毫米的鋼球沿著滾道有規律轉動。“你們看,不管怎么晃動,這7個鋼珠都不會相互碰撞。”李響說,這樣的軸承對啟動摩擦力矩要求更高,具備較高的靈敏度。我們瞇著眼、對著光,經過再三仔細觀察才發現,鋼珠的轉動和李響說的一般無二。


“是不是還可以更???”我們問。“這個軸承的最小尺寸公差可以達到2個微米(百萬分之一米),精度等級為P2級,是目前的最高級別。”李響答道。


除了小和高靈敏度,這個微型軸承緣何得到航天重器的偏愛?因為它是一個在低溫和高溫等惡劣工作環境下保持高可靠性、長壽命的“小強”。“即使是在零下250℃的低溫和300℃的高溫環境下,它們都能保持最好的工作狀態。”說到這里,李響嘴角微微上揚,有著難掩的自信和自豪。


據了解,八環科技利用多年在軸承長壽命和高可靠性方面積累的設計開發和制造方面的技術經驗,積極參與國家航空航天項目,并先后獲得省部級科技進步獎3項,承擔科技部等國家級新項目10多項。



檢驗員李雪花(左)給記者講解如何檢驗瑕疵。


從原材料開始

就要嚴絲合縫地管理


這樣的軸承是怎么誕生的呢?我們通過人臉識別的生產區門禁,正式進入產品的高精密智造之旅。但讓我們萬萬沒想到的是,第一個體驗點竟然是鋼材的庫房。


“這些都是我們制造軸承的原材料,你們看看有什么區別?”李響的身后,是一堆不同型號的鋼材。


大小、粗細、長短?答案顯然沒有那么簡單。“你們看看每根鋼材的橫截面。”隨著李響的指點,我們找到了不同。


鋼材的橫截面上,有著不同的顏色,有藍、有白、有綠,也有綠白、藍綠、藍白相間的,一眼望去,一目了然。


不同的軸承,有著不同的屬性要求,對應不同的鋼材。1.5毫米的軸承,用的是一種不銹鋼,其色標管理為白色。“通過原材料色標管理,我們可以避免在前端產生差錯。”李響說,高精密度的制造,必須做到每一個環節的嚴絲合縫。


“你們試著找一種中碳鋼。”李響當起了考官。我們戴上手套,對著原材料色標管理看板找到了這個鋼材的色標——紅色。這個醒目的顏色讓我們順利通過了“考試”,在一大堆外觀、大小雷同的鋼材中,我們找到了這批原材料。


生產流程的體驗被李響安排在最后一步,在他看來,智造環節僅僅是結果的體現。


“數據真實、試驗可靠。”當我們走進八環科技的實驗室,迎面看到這8?大字,耳邊滿是各種機器帶來的轟鳴聲,研究院實驗管理專員曹家豪正搗鼓著壽命強化試驗機對軸承進行測試。“現在測試的是產品穩定性和耐久性。”曹家豪盯著顯示屏說,他們要在不同溫度、不同轉速、不同載荷等工況條件下進行測試。


“這個你們還真體驗不了。”曹家豪婉拒了我們的體驗要求,在密密麻麻的數據間找到優化產品的“密碼”,可不是短期內可以一蹴而就的。


20多道工序

精心打磨每一個軸承


跟隨裝載著軸承毛坯的AVG智能小車,我們來到了精密制造車間。


“在磨加工之前的熱處理加工,是一個關鍵工序。”李響說,這是改良金屬內在屬性。真空淬火爐是每一個軸承的必經之路,根據需求要經過不同的淬、回火改性。如今,智能化的真空淬火爐能實現一鍵式操作。“不同的軸承有多段位工藝曲線。”操作員楊應永說,只要輸入相應的型號,真空淬火爐就能自動進行保溫、升溫、深冷、回火的全流程作業,讓產品的一致性更強。


磨加工的車間里,數百臺數控磨床一刻不停,車間里卻沒有幾個工人。“以前一個熟練工最多操作3臺機床。”李響說,數字化改造后,他們可以實現1個磨床工管10臺。


隨著AVG智能小車的托盤升起,經過下料、車加工、熱處理加工的毛坯,順著管道輸送到生產線。“為什么這邊磨完,那邊還要磨?”我們看到,每一個軸承,都要經過數個數控磨床。李響告訴我們,在磨加工環節,有粗磨、精磨和精研三個工序。“粗磨的粗糙度達到0.3-0.4微米,精磨粗糙度達到0.2微米,而精研則可再提升10倍。”從進入生產線到轉入裝配車間,我們發現,完全沒有可以體驗的地方。“我們的工人,更多的是監工功能。”李響說。


穿過磨加工生產線,延綿的輸送鏈帶著我們進入裝配區。一條條生產線上,只有一名工人守在最后的環節。“我們要做最后的檢查,看看產品有沒有瑕疵。”檢驗員李雪花說,這個1997年出生的小姑娘已經是車間里的老手,每天有萬余軸承經過她的檢查。


取件、檢查、堆放,看起來似乎很簡單。我們暫時接替了李雪花的崗位,將一個個軸承取出查驗。諸多光滑的軸承,不一會就讓我們手忙腳亂。“先檢查外觀、再看看里面的鋼珠位置……”李雪花不時在旁邊提醒。不一會,排料機的軸承便要“堵”起來了,我們急忙換人,這項工作太考驗手力和眼力了。


退磁清洗、超聲波精拋、噴淋清洗……裝配流水線上,20多道工序有序進行。“我們已經全面實現自動化、信息化、數字化智能生產。”李響的嘴角再次上揚。


(轉自:浙江在線)

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