李倩倩 翟 琳

胡正寰,1997年當(dāng)選中國工程院院士,2004年獲中國機(jī)械工程學(xué)會科技成就獎。1986年被評為國家級有突出貢獻(xiàn)中青年科技專家,獲全國“五一”勞動獎?wù)隆０l(fā)表學(xué)術(shù)論文200多篇,專著5本,培養(yǎng)博士、碩士生近50名。所領(lǐng)導(dǎo)的課題組獲國家級獎5項(xiàng),省部級一、二等獎7項(xiàng)。是中國軸類零件軋制技術(shù)主要開創(chuàng)人。在北京科技大學(xué)舉行的2009年全國博士生學(xué)術(shù)會議(機(jī)械工程)上,胡院士談了研究軸類零件軋制技術(shù)的歷程及多年的心得體會。

軸類零件軋制是20世紀(jì)已經(jīng)開始應(yīng)用,21世紀(jì)還要大力發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù),是冶金軋制與機(jī)械鍛壓的交叉、延伸與發(fā)展。到20世紀(jì)末,我國軸類零件軋制技術(shù)總體上達(dá)到世界先進(jìn)水平,在軋制零件精度、復(fù)雜程度、產(chǎn)品多樣化等方面處于世界領(lǐng)先水平,但在設(shè)備機(jī)械化、自動化及其控制等方面仍有差距。進(jìn)入21世紀(jì),我國軸類零件軋制的年產(chǎn)量大約20萬噸,而年需要量大約200~300萬噸,所以軸類零件軋制仍有較大發(fā)展和應(yīng)用空間,特別是大型、復(fù)雜、高精度軸類零件的開發(fā)與應(yīng)用。21世紀(jì)將有更多的機(jī)器零件在專業(yè)化的零件軋制工廠中生產(chǎn)。

一、研發(fā)攻關(guān)

北京科技大學(xué)1958年就開始了零件軋制的研發(fā)工作。前二三十年,主要是在實(shí)驗(yàn)室過技術(shù)關(guān)。楔橫軋在20世紀(jì)60年代初,由原捷克斯洛伐克發(fā)明并首先應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代,重慶大學(xué)在我國首先開展了楔橫軋研究工作。清華大學(xué)、東北大學(xué)、北京鋼鐵學(xué)院(現(xiàn)北京科技大學(xué))等也隨后展開。目前仍從事此項(xiàng)研究工作的有北京科技大學(xué)、北京機(jī)電研究所、濟(jì)南鑄鍛研究所等。斜軋在20世紀(jì)40年代末,由前蘇聯(lián)發(fā)明并首先用于生產(chǎn)軸承、球磨鋼球。1958年,機(jī)械科學(xué)研究院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、太原工學(xué)院、北京鋼鐵學(xué)院等近10個單位從事斜軋的研究工作。至今,只有北京科技大學(xué)仍在從事斜軋的研究與開發(fā)工作。我們經(jīng)過了二三十年的研發(fā)才比較全面地掌握了零件軋制這項(xiàng)技術(shù),研發(fā)出了具有工作壓力小、設(shè)備輕、生產(chǎn)率和材料利用率高、工作噪音低、模具壽命長等優(yōu)點(diǎn)的工藝。

技術(shù)進(jìn)展上,我們中心在精密楔橫軋發(fā)動機(jī)凸輪軸、精密室溫斜軋銅球、斜軋錨桿、軋鋁合金件、模具CAD/CAM技術(shù)等方面均有突破。2001~2005年期間,在國家多項(xiàng)自然科學(xué)基金資助下,應(yīng)用理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的研究方法,在成形機(jī)理、疏松產(chǎn)生機(jī)理、軋制力能參數(shù)、最大斷面收縮率、多楔軋制等理論研究方面也取得了相應(yīng)的理論成果。當(dāng)然這些工作都是在學(xué)校理論工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,這里要特別提一下:理論分析,數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究要相結(jié)合,絕不是單在計算機(jī)上做數(shù)值模擬。

二、技術(shù)推廣

最近二十多年,我們比較全面地掌握了這項(xiàng)技術(shù)后,就開始在全國范圍內(nèi)推廣。

為了成功地推廣這項(xiàng)技術(shù),我們設(shè)計出了符合我們國家特點(diǎn)的楔橫軋機(jī)及斜軋機(jī),并且把它系列化,為什么做這項(xiàng)工作?因?yàn)橥茝V工作不是等別人找到你了,你才來設(shè)計軋機(jī)。系列化以后,只要客戶拿著產(chǎn)品來了,就能找到相應(yīng)的軋機(jī)。

胡正寰院士了解楔橫軋成型技術(shù)應(yīng)用情況

另外,還在我們學(xué)校建立了一個模具的設(shè)計制造中心。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是模具特殊、復(fù)雜,但壽命比較長,一般說來同一個產(chǎn)品,一年一副模具就夠了,客戶沒必要自己去開發(fā)。而且自己開發(fā)掌握不好的話,還不能穩(wěn)定投產(chǎn),所以就在我們學(xué)校建立了一個模具設(shè)計制造中心,我們推廣的生產(chǎn)線的絕大部分模具都在這里制造,并且制造的過程也已成功地從手工操作走向了數(shù)控機(jī)床全自動加工。

由于這項(xiàng)技術(shù)可以使成本平均下降30%,所以在社會上受到了比較廣泛的歡迎。現(xiàn)在已經(jīng)在國內(nèi)24個省市推廣生產(chǎn)線160多條,每年平均還要推廣10條左右。其中有9條是賣給國外的,賣給國外的9條中有4條是賣給美國。除此之外,我們還有一個獨(dú)特之處:幫助國內(nèi)10多家企業(yè)建成了零件軋制專業(yè)化工廠。據(jù)我們現(xiàn)在所掌握的資料,國外還沒有一家建成專業(yè)化的廠,都是哪個廠要用什么零件,就建一臺軋機(jī)。什么是專業(yè)化廠?專業(yè)化廠擁有一系列的軋機(jī),軋出的零件賣給使用廠,這樣的專業(yè)化廠最能夠發(fā)揮高新技術(shù)的優(yōu)勢。這十幾個廠現(xiàn)在的產(chǎn)值都是以億元來計,累計生產(chǎn)零件400多萬噸。其中石家莊的一個廠,現(xiàn)在一年要生產(chǎn)一萬多噸汽車軸,供給我們國家最大的一個重型汽車的變速箱廠西安法斯特,完全代替了鍛造方法生產(chǎn)。

三、科研體會

大家現(xiàn)在有一個共識:科技是生產(chǎn)力,是第一生產(chǎn)力。機(jī)械工程這個專業(yè)跟國民經(jīng)濟(jì)是緊密結(jié)合的,其研究成果能夠直接促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我大學(xué)畢業(yè)兩年就開始做這項(xiàng)研究,前二三十年是在實(shí)驗(yàn)室里摸索。這期間,我們也曾經(jīng)走出去轉(zhuǎn)化過,但是失敗了。因?yàn)楫?dāng)時我不知道這項(xiàng)技術(shù)真正用于生產(chǎn)是要解決一系列技術(shù)問題,例如:設(shè)備、工藝、模具,不是光把樣品做出來就行了。所以最終用了差不多二三十年的時間基本掌握了這套技術(shù),最近二十多年推廣。這些工作給我的體會是,需要“三有”。

(一)有一個實(shí)驗(yàn)基地

研究機(jī)械,如果沒有實(shí)驗(yàn)室,只在紙上、計算機(jī)上做,我認(rèn)為是不行的,有很多問題要在實(shí)驗(yàn)里解決。現(xiàn)在都強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)化,科技轉(zhuǎn)化生產(chǎn)力,教育部提倡高等學(xué)校走出去,實(shí)行產(chǎn)學(xué)研,把高校的優(yōu)勢,企業(yè)的需要結(jié)合起來。高校的優(yōu)勢是什么?是人才、技術(shù);企業(yè)的需要是什么?企業(yè)需要的正是人才和技術(shù)。所以應(yīng)該產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,這是非常好的一個大方向。高校成果的推廣我的體會是:你決不能沒有把握或者只有百分之五六十的把握就去推廣。那不但不能促進(jìn)生產(chǎn)力,還容易給工廠帶來損失。當(dāng)然不可能所有新的東西在實(shí)驗(yàn)室全部做成功,特別是建設(shè)備投產(chǎn),但是關(guān)鍵的技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室里一定要突破了,再去推廣。用我的話講,沒有百分之九十的把握,就不要去轉(zhuǎn)化,所以實(shí)驗(yàn)室工作是很重要的。實(shí)驗(yàn)室建立起來還有另外一個好處,就是工廠的人可以到實(shí)驗(yàn)室來培訓(xùn)。

(二)有一個配套的隊伍

人是非常重要的,什么事情都要靠人去完成。我們國家反復(fù)提到要重視人才,國內(nèi)外的差距除了其他方面,人才的差距應(yīng)該也是很大的?，F(xiàn)在中央組織部李源潮部長對引進(jìn)高層次人才非常重視。我的體會是:一個隊伍是極其重要的。我們的成果,絕對不是我個人的成果,而是我這個團(tuán)隊的成果,包括與我們合作的企業(yè)的人,他們的一些主意都對我們這個技術(shù)起到了促進(jìn)作用,所以人才是非常重要的。這個人才不是某一類人才,而是既要有教授、高級工程師、技術(shù)工人,還要包括博士生碩士生。對我們這個項(xiàng)目而言,他們都做出了貢獻(xiàn)。

(三)有一個系列化設(shè)備

軋制零件大小、形狀不同,使用的軋機(jī)就不同,我們將它系列化,并定點(diǎn)生產(chǎn)。系列化以后在技術(shù)的推廣過程當(dāng)中,用戶就可以直接選用合適的軋機(jī),而不是等用戶需要了再去設(shè)計,這是我們這項(xiàng)技術(shù)能夠推廣成功的一個重要原因。