”,加工误差补偿像“给近视眼配眼镜”。这些比喻,老师傅们能听懂。
第二步是设备调试。五轴机床的精度检测比四轴复杂得多。托马斯带来了一个“球杆仪”——一根碳纤维杆,两端各有一个精密球,一个球吸在机床主轴上,另一个吸在工作台上。机床做圆周运动时,球杆仪会检测出轨迹的圆度误差,从而反推五个轴的运动误差。
调试花了七天。每天,托马斯在机床上运行不同的测试程序,球杆仪的数据实时传到电脑上,生成一张张彩色误差图——红色代表误差大,蓝色代表误差小。理想状态应该是全蓝,但实际出来的图,像打翻的调色盘。
“X轴和A轴的反向间隙不匹配。”“C轴的编码器有周期性误差。”“主轴热伸长没补偿到位。”托马斯一边分析,一边调整机床参数。那些参数藏在系统深层菜单里,有些连德国设备手册上都没写清楚。
王有才一直守在旁边。当托马斯为某个调整反复试验时,他有时会小声提醒:“试试把A轴的加速度参数调低百分之五。太快了,导轨还没跟上,编码器就认为到位了。”
托马斯将信将疑地试了。调整后,那部分的误差图真的从红色变成了黄色。
“您怎么知道的?”托马斯惊讶。
“听声音。”王有才说,“A轴加速时,有极短的‘咔’声,像齿轮没咬实。我以前修龙门铣时遇到过类似问题,就是加速度设得太高。”
就这样,德国工程师的理论分析,和中国老师傅的经验直觉,在调试过程中形成了一种奇特的互补。有时托马斯算半天解决不了的问题,王有才听一听、摸一摸,就能指出方向;有时王有才觉得“手感不对”的地方,托马斯用仪器一测,果然是某个轴的伺服参数需要微调。
第三步是试加工。先用普通铝材,加工一个简化版的叶轮——叶片数量从实际的36片减少到6片,曲面也做了简化。编程由托马斯主导,小陈协助。
编程花了三天。不是写代码,是在CATIA软件里一点一点“画”刀具路径。每个叶片要分粗加工、半精加工、精加工三道工序,每道工序要设置不同的刀具、切削参数、加工策略。精加工时,还要考虑“残留高度”——刀具是圆的,加工曲面时,相邻刀路之间会有微小的残留材料,这个高度必须控制在0.01毫米以内,否则表面会有明显的刀痕。
“这就像用圆头的笔,在波浪形的纸上写字。”托马斯解释,“要想字迹清晰,笔尖必须始终垂直于纸面,而且相邻笔
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