航电实验室里传出陆哲远接近崩溃的哀嚎:“完了完了!这下彻底完了!”
苏瀚文从隔壁房间探出头,推了推眼镜:“又怎么了?滤波电路又烧了?”
“比烧了还糟!”陆哲远举着个巴掌大的金属盒子,手指头捏着个比黄豆还小的零件,“飞控计算机的舵机减速齿轮——崩了三个齿!这玩意儿整个根据地都找不出第二个!”
苏瀚文走过来,接过盒子仔细看。盒子里是个精密的微型齿轮箱,其中一个直径不到十毫米的铜齿轮边缘,确实缺了三处齿牙,断口整齐,像是疲劳断裂。
“你怎么弄的?”苏瀚文皱眉。
“测试啊!”陆哲远哭丧着脸,“按规程做寿命测试,刚跑到第一千个循环,‘咔’一声就成这样了。我发誓,绝对没超载!负载是按设计值设的!”
宋砚堂闻声也过来了,看了看齿轮,脸色凝重:“这是从哪儿弄来的原件?”
“从……从美国带回来的备用件。”陆哲远声音越来越小,“一共就两个,一个装在样机上,这个是备用的。现在样机上的那个也运行快八百小时了,估计也快了……”
实验室里陷入沉默。窗外传来远处工地施工的声音,更显得室内安静得压抑。
“找林厂长。”宋砚堂当机立断,“现在只有他能想办法。”
半小时后,林烽的办公室里,那个崩齿的齿轮被放在办公桌上。林烽用放大镜看了半天,抬头问:“这东西,咱们自己能做吗?”
陆哲远摇头:“精度要求太高了。模数0.5,齿数32,压力角20度,公差要求正负0.01毫米。咱们现有的设备……做不了。”
“做不了也得做。”林烽站起身,“走,我带你们去个地方。”
三人出了研发中心院子,林烽没往主厂区走,而是拐进了后山一条不起眼的小路。走了约莫十分钟,眼前出现几间半掩在山体里的窑洞式厂房,门口挂着块木牌:“精密加工车间”。
“这儿还有这种地方?”陆哲远惊讶。
“专门处理高精度零件的。”林烽推开厚重的木门,“平时不对外,你们不知道正常。”
车间里光线昏暗,但异常干净。几台机床摆在水泥基座上,都用帆布罩着。一个三十岁左右、穿着洗得发白工装的男人正在工作台前擦拭量具,听到动静转过身来。
“林厂长?”男人有些意外,“您怎么来了?”
“家泉,有急活。”林烽把那个坏齿轮递过去,“看看,能做吗?”
被叫做家泉的男人接过齿轮,没急着看,先走到窗边借着自然光仔细端详。他手指修长,动作稳得出奇。看了约莫一分钟,又走到工作台前,打开台灯,用游标卡尺量了几个关键尺寸。
“模数0.5,齿数32,压力角20度,铜合金。”家泉的声音平静,“公差要求?”
陆哲远赶紧说:“正负0.01毫米!齿形误差不能超过0.005!”
家泉抬眼看了看他,没说话,转身走到一台罩着帆布的机床前,掀开罩布。那是台小型精密滚齿机,虽然旧,但保养得极好,漆面都擦得反光。
“这台机器是太原沦陷前抢运出来的,德国造,精度够。”家泉一边检查机器一边说,“但铜料要重新配,原齿轮的铜合金成分不一般,耐磨性特别好。”
苏瀚文问:“您能分析成分吗?”
“能,但需要时间。”家泉已经拿出笔记本开始记录,“给我一点齿轮碎片,我做光谱分析。不过……”他顿了顿,“就算知道成分,咱们现在也炼不出完全一样的合金。得找替代材料。”
陆哲远急了:“那性能……”
“性能会差一点,但可以通过热处理补偿。”家泉很沉稳,“林厂长,这活儿我接了。但需要三天——一天分析材料,一天备料加工,一天热处理和精修。”
林烽点头:“三天就三天。需要什么配合?”
“第一,我要谢工材料组帮忙做合金分析。第二,加工时需要稳定电压,这台滚齿机对电压波动敏感。第三……”家泉看向陆哲远,“我需要完整的齿轮工况参数——负载扭矩、转速范围、工作温度、润滑条件。”
“我有!都有!”陆哲远连忙掏出笔记本,“测试数据全记着呢!”
当天下午,坏齿轮被送到谢明轩的材料实验室。家泉次郎——这是他的全名——也跟着过来了。谢明轩听说要做光谱分析,眼睛一亮:“家泉工,您会操作光谱仪?”
“在日本兵工厂干过几年。”家泉话说得很简单,但手上动作极熟练。他把齿轮碎片小心地夹在电极上,调整仪器参数,按下按钮。
一道电弧闪过,光谱仪屏幕上出现了一连串的峰值曲线。家泉盯着曲线,手指在纸上快速记录:“铜百分之八十二,锡百分之八,铅百分之三,锌百分之二,还有……镍百分之四,磷百分之一。难怪耐磨,加了镍和磷。”
谢明轩佩服道:“您这眼睛,比仪器还准。”
“干多了就有感觉。”家泉收起记录纸,“谢工,咱们现在能配出最接近的合金是什么?”
谢明轩翻出材料手册:“铜锡锌铅四元合金能做到,但镍含量最多只能到百分之一,磷也只能到百分之零点五。而且……均匀性可能不如原厂。”
“够了。”家泉已经在心里算好了,“镍少就用延长淬火时间来补偿,磷少就提高锡含量。不过这样加工性能会变差,滚齿时要特别小心。”
第二天,新合金在炼钢厂的小坩埚里熔炼出来。家泉亲自守在炉边,用长柄勺舀起一点铜液观察颜色和流动性,又用热电偶反复测量温度。
“温度高了两度。”他对操作工说,“降一点,保持在一千一百二十度,正负五度。”
浇铸成铜棒后,自然冷却到室温。家泉用砂纸打磨掉表面氧化层,取了一小段去做硬度测试。
“布氏硬度hb 85,比原件低5个单位。”他把数据记下来,“热处理时要弥补回来。”
第三天一早,精密加工车间里,那台德国滚齿机接通了电源。家泉换上了干净的工装,甚至戴上了白手套。陆哲远、苏瀚文、宋砚堂都来了,屏息站在一旁。
“电压稳定吗?”家泉问。
“稳定!”陆哲远指着墙上的电压表,“我让电工专门拉了条线,装了三个稳压器,波动不超过正负百分之一!”
家泉点点头,把那段铜棒装夹上机床。他先用手轮慢慢移动工作台,让滚刀轻轻接触毛坯,对刀。这个过程极慢,每移动一丝都要停下来观察。
“对刀完成。”他轻声说,然后启动了机床。
滚刀旋转起来,发出轻微而均匀的嗡嗡声。铜屑像金色的细丝般被切削下来,一圈一圈,逐渐形成了齿轮的轮廓。家泉全程站在操作位,眼睛一眨不眨地盯着切削过程,右手轻轻搭在手轮上,随时准备微调。
整整两个小时,没人说话。车间里只有机床运转的声音,还有窗外偶尔传来的鸟鸣。
当最后一个齿成型,家泉关闭机床,用细毛刷轻轻扫去齿轮上的铜屑,然后小心地卸下工件。崭新的齿轮在灯光下泛着柔和的铜金色。
“粗加工完成。”他说,“现在要测量。”
他把齿轮放到投影仪下,放大五十倍。屏幕上清晰地显示出每一个齿形。家泉用测量手柄在齿面上移动,记录下一串数据。
“齿形误差0.004毫米,齿距误差0.003毫米,齿向误差0.002毫米……”他念着数据,“都在要求范围内。”
陆哲远长舒一口气,差点瘫坐在地上。
但家泉的工作还没完。他把齿轮放进小型热处理炉,设定好温度曲线:“要回火,消除切削应力,同时提高表面硬度。”
又过了两小时,热处理完成。齿轮再次测量,尺寸变化极小,但硬度测试显示达到了hb 90——比原件还高了。
“表面再做钝化处理,防氧化。”家泉把齿轮浸入化学液里,几分钟后取出,清水冲洗,吹干。
最后,他把新齿轮装进陆哲远带来的齿轮箱里,手动转动几圈,听声音。
“装好了。”家泉把整个齿轮箱递给陆哲远,“去测试吧。”
一行人匆匆赶回航电实验室。陆哲远手都有些抖,把齿轮箱接上测试台,设定好负载和循环次数。
“测试开始!”
电机转动,齿轮箱平稳运行。计数器上的数字一跳一跳地增加:100、200、500、1000……
当达到一千五百循环时,陆哲远喊停。拆开齿轮箱检查——新齿轮完好无损,齿面只有极轻微的使用痕迹。
“成功了!”陆哲远蹦起来,“精度完全达标!寿命……至少不会比原装差!”
苏瀚文也难得露出笑容,对家泉说:“家泉工,您这手艺,绝了。”
家泉还是那副平静的样子:“机器好,材料凑合,人仔细点,就能成。”他顿了顿,“不过陆工,我建议你们的设计改一改——这个齿轮的模数太小,受力集中。如果能加大到0.6,寿命至少能提高一倍。”
“改!马上就改!”陆哲远如获至宝,“家泉工,您以后就是我们航电组的特邀顾问了!”
林烽这时才笑着说:“家泉次郎是咱们基地的‘宝贝’,以前在东京精密机械厂干过八年。要不是他,很多高精度零件咱们根本搞不定。”
夕阳西下,一行人走出实验室。陆哲远捧着修复好的齿轮箱,像捧着什么稀世珍宝。
而家泉次郎回到精密加工车间,却没有休息。他从抽屉里拿出一本日文技术手册,翻到某一页,上面画着更复杂的复合齿轮机构。他盯着图纸看了很久,轻声自语:“飞控计算机需要这种齿轮的话……现在的设备,可能还做不了。”
窗外,暮色渐浓。车间里那台德国滚齿机静静地立着,在昏暗的光线下像一头沉睡的钢铁野兽。而此刻,谁也不知道,当陆哲远第二天兴冲冲地把新齿轮装进飞控计算机整机测试时,会因为齿轮箱的微小尺寸变化,导致整个伺服机构的回差参数偏离设计值——这个偏差只有千分之三,但足以让苏瀚文皱眉说一句:“重新调参数,又要三天。”