船舶的“動力主軸”—— 曲軸是個名副其實的“大塊頭”,它的每一寸曲面質量與精度,直接關系著萬噸巨輪能否在遠洋劈波斬浪、平穩遠航。而給“大塊頭”加工的核心助手,正是砂輪這個“精密工具”,它的性能直接決(jue)定著曲(qu)軸(zhou)的最(zui)終質量。
然而普通小砂輪根本“抱不住”這么大的工件,為解決這一難題,集團下屬企國機精工集團股份有限公司(以下簡稱“國機精工”)研制出國內直徑最大的陶瓷立方氮化硼超硬砂輪,為船舶曲軸高效磨削保駕護航。
1、為什么研制這個“大砂輪”
曲軸作為內燃機的“心臟”,其加工質量與加工效率直接影響發動機的質量與成本。以前,我國船舶曲軸磨削采用普通剛玉砂輪(lun)(lun),這種砂輪(lun)(lun)線速度低(di)(di)、易(yi)磨損,導致磨削后(hou)的(de)曲軸(zhou)(zhou)尺寸精度低(di)(di)、表面光潔(jie)度不(bu)足,影響內(nei)燃(ran)機(ji)的(de)性能。近(jin)年來,西方(fang)發達國(guo)家(jia)開始(shi)探索(suo)可配套超硬砂輪(lun)(lun)的(de)大型曲軸(zhou)(zhou)磨床(chuang),并成功應用,但我國(guo)在該領(ling)域仍是空白。
為(wei)解決這一(yi)問題(ti),國機精工(gong)(gong)在2023年開(kai)始(shi)立項研發,于(yu)2024年6月成功(gong)研制出國產(chan)大(da)尺(chi)寸陶瓷立方氮化(hua)硼超(chao)硬砂輪。該砂輪壽命長、形狀保持性(xing)好,可以高(gao)線速度(du)下運行,進(jin)而保證了磨削后船舶曲(qu)軸的高(gao)精度(du)和高(gao)表面(mian)質(zhi)量,是曲(qu)軸加工(gong)(gong)中(zhong)的“超(chao)級(ji)牙(ya)齒(chi)”,其核心技術指標達到(dao)世(shi)界先進(jin)水(shui)平(ping),實現國產(chan)替代,進(jin)一(yi)步提(ti)高(gao)了我國大(da)功(gong)率內燃機曲(qu)軸的加工(gong)(gong)生產(chan)能(neng)力(li)。
2、這個“大砂輪”有何獨特優勢?
作(zuo)為目前國內直(zhi)徑最大的陶瓷(ci)立(li)方(fang)氮化硼超硬(ying)砂輪,其(qi)技術突(tu)破背(bei)后凝(ning)聚了材料選配、結(jie)構設計與制造工藝的多(duo)重創新。
?超硬:砂輪采用立方氮化硼超硬材料作為磨料,其硬度僅次于金剛石,耐磨性是(shi)傳統剛玉材料(liao)的(de)10倍(bei),是(shi)鋼材的(de)50倍(bei);陶瓷作為結合劑具(ju)有耐酸堿、耐高(gao)溫、剛性好、零變(bian)形的(de)特點;不僅如此,在此基(ji)礎(chu)上還加入了玻璃纖維(wei)等(deng)材料(liao),因此磨削時(shi)幾乎(hu)不磨損,有效保(bao)證了磨削精度(du)、尺寸一致性和使(shi)用壽命。
?超輕(qing):砂輪雖然(ran)最(zui)大外(wai)徑為2米,但由于采用自制的減(jian)(jian)重(zhong)(zhong)鋼(gang)基體(ti)和碳(tan)纖維(wei)基體(ti),重(zhong)(zhong)量僅為同尺寸鋼(gang)基體(ti)的1/3和1/5,解決了砂輪不減(jian)(jian)重(zhong)(zhong)舉不動的問題,可以順(shun)利(li)地(di)裝在磨床上(shang)并實現船舶大型曲軸的磨削加工。
?超快(kuai):砂輪(lun)線速度高達120米/秒,加工效(xiao)率比傳統工藝提(ti)高了2-3倍,單日可磨3-5根(gen)萬(wan)噸(dun)輪(lun)曲(qu)軸,賦能船舶產(chan)業低成本(ben)、高效(xiao)化發展。
3、這個“大砂輪”的成功研制有何重要意義?
陶瓷立方(fang)氮化硼超硬砂(sha)輪是實現船舶曲軸磨削(xue)質量新(xin)高度的(de)(de)(de)(de)必備良器(qi),該款砂(sha)輪不僅填補(bu)了國(guo)(guo)內(nei)大直徑陶瓷立方(fang)氮化硼砂(sha)輪在高端船舶動力部件加(jia)工領域(yu)的(de)(de)(de)(de)空白,同時由于(yu)其成(cheng)本(ben)較低、性能(neng)優異,被(bei)廣(guang)泛應用于(yu)國(guo)(guo)內(nei)外企業內(nei)燃(ran)機(ji)曲軸的(de)(de)(de)(de)磨削(xue)加(jia)工,不斷(duan)壯(zhuang)大中國(guo)(guo)制造的(de)(de)(de)(de)“世界音量”。