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        北京科技大學胡正寰團隊:

        零件軋制產業化的“神奇實驗室”

        發布時間:2019-12-16 作者:通訊員 李潔 來源:中國教育報

        聽說北京科技大學有一個“神奇的研究室”,由這里研發、企業投產的軸類、球類零件品種多達500余種,產量超過500萬噸,在全國27個省份推廣高效綠色零件軋制生產線300多條,其中18條已出口到美國、俄羅斯、日本、土耳其等國。

        作為長期從事零件軋制成形技術(斜軋與楔橫軋)的研究、開發與產業化工作的主要開創人,中國工程院院士、國家高效零件軋制研究與推廣中心主任、北京科技大學教授胡正寰一直奮斗在教學科研工作的第一線,不斷探索零件軋制技術的新應用領域。

        技術革新,領先國際

        零件軋制技術是一種機器軸類、球類等零件成形新工藝、新技術,是冶金軋制技術與機械軋制技術的交叉創新發展。與傳統的鍛造、切削方法相比,具有生產率高、材料利用率高、零件性能好等特點。是什么機緣讓胡正寰投入一生的熱情投入此項技術的不斷探索中?

        1952年,新中國成立不久,百廢待興,當時國家最缺的是兩樣東西:一個是糧食,一個是鋼鐵。那年胡正寰高中畢業,懷揣實現鋼鐵強國的夢想,18歲的他考取了剛成立的北京鋼鐵工業學院,成為北科大首屆學子,一名光榮的“鋼小伙”。

        1958年,留校工作不滿兩年的胡正寰,在一次翻閱國外文獻資料的過程中,發現其中記載了一種用軋制的方法生產鋼球的新工藝。與傳統的鍛造方法相比,它具有生產率高10多倍、生產環境好等優點。那一刻,他腦子里只有一個念頭:“這項‘革命性’的工藝,既是機器零件生產變革,也使冶金軋制技術從只能生產等截面的板管型材變革到還可以生產變截面的零件!”

        在學校的大力支持下,胡正寰團隊滿懷激情,提出了“大干一百天,國慶把禮獻”的宣言。他們日夜奮戰,加班加點,僅用40天就完成了實驗軋機的圖紙設計,隨后學校工廠突擊生產,60天左右加工出軋機。機器安裝好后,通過反復試驗和調試,1958年國慶節前終于“撲通撲通”軋出一些鋼球。研制成功了!

        從1958年在實驗室成功軋制出鋼球,到1974年研制成功我國第一臺自行設計制造的大型斜軋鋼球軋機;從1973年開始研發楔橫軋軸類零件,到1979年研究成功我國第一臺自行設計、制造的兩輥式楔橫軋機,再到1989年運用楔橫軋技術進行鋼材深加工。當1991年10月1日,中央電視臺《新聞聯播》中擲地有聲地向世界宣告:“中國軸類零件軋制技術居于世界先進地位!”胡正寰帶領團隊一步步繪就科技創新的藍圖,使我國成為世界上少數掌握此項高新技術的國家之一。

        “吃盡苦頭,傷透腦筋”

        海闊憑魚躍,天高任鳥飛。在胡正寰看來,科技創新是無止境的。胡正寰帶領團隊不斷探索新的科學技術領域,在全自動短流程斜軋鋼球生產線、發動機凸輪軸精密楔橫軋成形、室溫斜軋磷銅球新工藝、楔橫軋載重汽車后橋空心軸頭等方面實現重大技術突破,不斷推廣成果轉化。例如國際首創的楔橫軋凸輪軸成形技術,已在我國全部大型柴油機廠應用,年產約700萬根,每年可實現節材2萬多噸。

        高新科技轉化為現實生產力是一個艱苦的過程。艱難困苦,玉汝于成。從實驗室研究、到工業性試驗,再到工業生產,胡正寰帶領團隊先后解決了軋機孔型設計與制造、軋機的設計與制造、工藝參數與流程的確定、質量檢測等一系列難題,研發并成功推廣斜軋技術歷時15年,楔橫軋技術用時6年。而這60多年來,他一直致力于零件軋制技術的成果推廣和轉化工作,幾多辛酸、更多歡喜!

        胡正寰經常告訴他的學生們:“實驗室即使出百分之一的好球就預示成功,而工業生產即使出百分之一的壞球也屬失敗。雖然都是百分之一,卻是兩個截然不同的含義。”回憶到成果轉化初期,在實驗室軋機上進行小批量生產時,總數不到10萬粒鋼球,僅設備上的大小事故就十幾起,螺絲斷過、軸承碎過、軸扭曲過,連機器都傾翻過:“真是吃盡苦頭、傷透腦筋!”

        采訪中,胡正寰多次說道:“將先進的零件制造技術轉化為生產力是我的畢生追求。科研成果轉化之路雖然艱辛,但每一次進步和成功都會為國家創造巨大的社會效益和經濟效益,多辛苦都值得!”

        來到胡正寰的辦公室,我們看到內有一面展示墻:一排排直徑從8毫米到165毫米,長度20毫米到120毫米不等的各種尺寸的軸類、球類樣品。他每一件都非常熟悉,介紹起來如數家珍。這些都是他的“寶貝”,是他帶領團隊師生多年不斷實踐、親手調試、軋制成形的高質量樣品,是將科技成功轉化為生產力、助力國民經濟生產的“軍功章”。這些成果已成功應用于汽車、拖拉機、發動機等領域,取得了良好的經濟效益和社會效益。

        成果轉化,井井有方

        多年來,胡正寰團隊研發的高效綠色的零件軋制技術實現著向生產力的更好轉化,研發的軸類、球類產品質量不斷超越國際同類水平,國內外大型企業爭相購買。如在汽車制造業上,應用于中國紅旗轎車的輸入、輸出軸產品,其質量超過了德國大眾生產廠的生產工藝,美國福特汽車廠到中國大量采購由楔橫軋技術生產的汽車發動機凸輪軸等。

        這些成功的背后,胡正寰認為是得益于一套科學的科技轉化“三有”推廣技術機制,即有推廣班子、有研發基地、有設備定點制造廠。

        一是有一個配套互補的推廣班子。至少需要四個群體的工作人員,有致力于軋機和模具設計科技創新的研究人員,有負責生產現場調試設備和工藝調整的工程人員,有從事模具制造、設備調試等學校基地和企業現場服務工作的技術工人,還有從事基礎研究和前瞻性研究的博士生、碩士生。具有強烈的創新意識和工匠精神是班子成員最為核心的共識。

        二是有技術研發試驗基地。目前團隊擁有由5臺零件軋機、10臺專用模具加工機床(其中7臺高水平數控機床)的近2000平方米的軋制試驗基地。基地主要發揮三個功能:一是設計并制造各種新產品所需的模具;二是將加工好的模具在試驗軋機上試軋,直至模具定型,極大縮短用戶調試生產時間;三是為研究生教學、工藝培訓提供實踐平臺。

        三是有專業化的軋機生產廠,實行定點制造。在多年理論與實踐基礎上,目前團隊已經設計出工藝性好、結構合理、使用方便、符合國情的楔橫軋及斜軋系列設備,并被列為國家專業標準。推廣中心與定點企業長期合作,為用戶提供性能優良、品種多樣的軋機。“三有”機制使科研轉化生產在質量、數量及時間上都得到了保證。目前零件軋制技術推廣一條成功一條,每年平均推廣8—12條生產線;時間也從以前的2—3年縮短為3—9個月,真正實現了各大企業需求的“又好又快”的實效。

        博觀而約取,厚積而薄發。雖已85歲高齡,胡正寰仍精神矍鑠、干勁十足,始終堅守在高校教學科研一線。

        《中國教育報》2019年12月16日第7版 

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