為實現高端制造,他跟著齒輪“轉”了20年

2019-12-09 09:43:58 來源: 科技日報 作者: 雍黎

    科技日報記者 雍 黎

你可能不知道,齒輪,這一悄聲轉動、無處不在的工業關鍵基礎零部件,決定著汽車自動變速器、工業機器人RV減速器等高端設備的性能。

制造出高端齒輪,改變我國高端齒輪產品大量依賴進口的現狀——為了實現這一目標,今年40歲的曹華軍已在機床及機械傳動領域潛心研究了20年。這位重慶大學機械工程學院教授、博士生導師研發出的技術——“齒輪高速干式滾切工藝”打破了國外壟斷,使我國齒輪制造向高端邁進。

“國家的需要,就是我科研的方向?!苯?,曹華軍在接受科技日報記者采訪時說。

讓老舊裝備變廢為寶

機床是基礎性制造裝備。我國機床擁有量世界第一,但大量在役機床普遍存在技術落后、能耗高、排放大等問題,也難以滿足現在航空航天、軌道交通等行業高性能制造技術的要求。

如何讓這些老舊機床變廢為寶?從1999年起,曹華軍就在導師、重慶大學原校長劉飛教授的帶領下,研究機床的綠色再設計再制造,應用新一代技術提升傳統老舊機床裝備的性能。

經過多年努力,曹華軍自主創新研制出了機床再制造成套技術,相關成果獲得2018年度中國產學研合作創新成果獎一等獎。由曹華軍牽頭制定的機床再制造國家技術標準,有力地推動了我國機床從低端到中端的邁進。

經專家鑒定,曹華軍的這套技術使再制造機床精度達到國家標準,能效提升20%以上、粉塵油煙排放量減少90%以上、節約制造成本30%到60%。近3年來,應用這一技術,2500多臺中小型機床、350多臺大重型機床完成再制造,節約新購機床成本14.2億元。

研制干切機床填補國內空白

齒輪是機械傳動的關鍵核心零部件,其被廣泛應用于汽車、工程機械等裝備的傳動系統中。滾齒工藝是高精度齒輪齒部成形的主要工藝,不過由于滾切用量大、效率低,其加工過程需大量使用切削油,因而會造成嚴重的車間環境污染并對工人身體健康造成危害。

同時,由于我國滾齒工藝的自動化程度低,難以滿足汽車、工程機械等行業對齒輪綠色、高效的生產要求。

從2010年起,曹華軍開始帶領團隊展開攻關,并最終研發出了齒輪高速干式滾切工藝。

應用該技術,在切削加工過程中,可不使用切削液,沒有污染且能提高加工效率。與傳統濕切方式相比,應用此技術后,滾刀的使用壽命可延長2到5倍,節約加工成本20%到30%。

此外,曹華軍團隊還與重慶機床(集團)有限責任公司合作研制出了復合高速干切機床,填補了國內空白,打破了國內高端干切機床依賴進口的局面。目前,該系列機床裝備在國內的市場占有率超過50%,可完全替代進口。

同時,通過集成應用研發,曹華軍團隊還成功研制出轎車齒輪自動加工生產線,實現轎車齒輪大批量穩定綠色加工,填補了國內在相關領域的空白。該項成果獲得2019年度中國機械工業科學技術獎一等獎。

既是學生的嚴師也是益友

曹華軍是江西人,高考時考入重慶大學,又在該校完成了碩博階段的學習,隨后便留校任教。

嚴謹、認真,是很多人對曹華軍最深刻的印象。曹華軍對記者說,之所以養成這樣的習慣,與導師劉飛的教導密不可分。

在曹華軍的心中,導師治學非常嚴謹,對科研充滿熱情,在培養學生方面也是盡心竭力?!芭膶W生的論文時,劉老師常親筆在論文上進行修改,寫得滿滿當當,哪怕只出了一個標點錯誤,他也絕不輕易放過,將其一一指明。后來我做了老師,也以此來要求自己?!辈苋A軍說。

曹華軍的學生對記者說,“曹老師的嚴格在院里是出了名的”,無論是做實驗還是寫論文,他們都不敢有絲毫馬虎和松懈。

同時,曹華軍常告訴學生:“不要將學習局限于課堂,要到生產一線去,把科研與產業技術創新需求緊密結合?!睘樵鰪姳究粕淖灾鲃撔履芰?,曹華軍將自己最新的研究成果穿插進4門本科生的課程中,并鼓勵他們去大膽嘗試,“科研可以從本科起步”。

教學、科研之外,曹華軍則抹去“嚴師”的一面,他更愿和學生交朋友。他喜歡跑步、打球,有空就會和學生一起去運動、郊游,有時還會和他們一起敘敘家常。

除了深受導師影響,曹華軍覺得,教好下一代學子,也是對母校的回饋?!拔夷苋〉媒裉斓某煽?,離不開恩師劉飛的悉心栽培,也離不開重慶大學的培養,我要竭盡所能為母校培養更多人才?!彼f。

采訪的最后,曹華軍對記者說,未來,他還要將繼續在綠色智能制造領域研究下去深耕,通過研發新技術攻關,來解決新能源汽車超高速傳動齒輪等制造難題。

責任編輯: 許茜
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