本帖最后由 狙擊手 于 2016-12-3 08:54 編輯
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) n {% r# S8 @0 t. r20年前的以車代磨工藝和未解之迷 引子 世界在飛速發展，各種數控機床，涂層可轉位刀具、超硬刀具的應用將批量精確加工發揮得淋漓盡致，很多工人開玩笑說，現在只要會按按鈕就行了！以至于今天有人想買焊接刀，被人好好的笑話了一下！ 但在二十年前，焊接刀具、普通機床還是有很大市場，也是鍛煉手藝和思維方式的良好環境。想起了20年前的一個小故事，可能有些細節不太記得，但覺得很有意義，很有必要分享。 買買買！買不到？! ——難點急診—— 九三年九月底，公司有一個零件要開發，看起來就一個圈圈，20Crmo，滲碳淬火Hrc 58-65，外徑是φ73mm，加工部位是孔徑φ50（+0.05／0），粗糙度Ra1.6，垂直度0.03，零件軸向厚度才13mm，徑向厚度才11.5mm，加工長度5.5mm，日產四百個。這零件屬于弱剛性，高硬度、薄壁件，在當時來說，正常的工藝是用內圓磨床做，保證尺寸精度和粗糙度是比較靠譜的。但如果用內圓磨加工，經過測試：至少十五分鐘一個，也就是說加上換砂輪和調整、測量，要十八臺磨床才能勉強完成任務，還必須是有技術的有責任心的人；如果是六臺內圓磨床，要三班倒才能做完；前提還是產量不增加。那時正是江鈴的發展階段，不增量是不大可能的事。事實也正是如此，四年后是每天八百六十個間隔墊塊，如果真用了磨削工藝，那可是大問題了。廠領導也是技術出身，怎會不知道風險，在九三年，當時的資源也就只有普車和焊接車刀，確實比較難做。 組織了車削驗證，可總是不能保證尺寸精度：材料硬，加工讓刀造成尺寸不穩；然后就是隨之而來的刀具嚴重磨損；再就是車好了松夾就變形，通端不過；還有就是不敢夾太緊，造成加工時打滑，工件飛出，刀具損毀。 工件部位示意圖 那時我并沒有什么特別之處，就是能把手頭的事做好，從來不怕苦怕累，師傅們只要我問都會細心指導，分析講解，讓我學習很多經驗，我師傅隋里奇先生更是有帶徒高招：前半年只準看和問，后半年只能按師傅說的干，再半年只能回答，不能提問！ 不知道怎么廠長親自找到我，要我試驗一下以車代磨工藝，我居然什么都沒問就答應了。 結果是可想而知的，大家遇到的問題，我也一個沒少的遇到，也沒去問大家，因為如果師傅們知道解決的辦法，也輪不到我這剛畢業的毛頭小伙費心思。 在痛苦的幾天實驗中，有時加工工件后，零件表面連痕跡都不太明顯，刀尖刃磨的圓弧卻整個都崩沒了……每次都失敗后，交貨期也越來越近，但從來不會超過五件連續的合格品…… 如同醫生一樣，沒有針對性的措施，就不能解決明顯的問題！我必須面對若干主要問題逐個解決，才能組成一個完整方案。至少有以下幾個問題： ①讓刀，②刀具嚴重磨損，③夾緊變形，④夾不緊工件飛出！⑤換刀后的調整尺寸問題⑥每次進刀精度問題，⑦夾具垂直度不良等問題。 如果我按常理出牌，結果并不會有什么變化！但那還會是我嗎？ 我把問題列舉：首先保證刀具能耐用（不耐用，是否是讓刀也不好說）；消除機床間隙帶來的讓刀，普車批量加工，滑動件之間的間隙就是讓刀的源泉；不能夾緊不能不夾緊，那就找個平衡點；夾具要有垂直度；對刀調整必須穩定可靠等。 具體實施：沒有采用內孔刀，而是用了刀片位置相對短的外圓刀改制，因為鍛打的焊接內孔刀，考慮多用途，都是比較長的，而這個零件很短小，用外圓車刀改制即可縮短很多，剛性好；刀刃部位采用負前角，良好的排屑方向，良好的吸熱散熱能力，選用焊接YW1材質焊接后保溫12小時。 只要中拖板是活動的，尺寸就會變，固定中拖板不就不會變了嗎？那么，固定中拖板后怎么調整尺寸？大拖板要進刀，中拖板拆除手柄（防止誤碰影響尺寸），已將鑲條鎖定，中拖板就無法移動；那么，就只有小拖板能利用了！將小拖板順時針轉2.5度，每進10小格就讓刀具在徑向移動0.011毫米，這精度對0.03mm的孔徑穩定值（中間值）而言，足夠了。 夾緊方式，開始是想在扳手上用彈簧鋼做個手柄，但后來發現要用控制角度的方法，實際上還是比較難掌握的，結果你想不到的是，我用了最原始的工具——手掌，一掌拍下去，力道不大不小剛好！所以4年拍了90多萬下，也練就了右手的鐵砂掌，故從來不敢拍人肩膀。 夾具垂直度很簡單，重新做一個夾具與卡盤內孔過盈配合0.01mm后，在車床上精車一刀定位的端面，妥妥的！ 因為前道工序是平面磨加工，很多磨屑粘附在工件定位面而影響垂直度。那不是中拖板不動了嗎，在中拖板上架一塊木板，木板上放一塊舊手巾，裝夾之前擦一下就能清理干凈；還能有效防止灰塵落在機床的縫隙里，一舉兩得！ 在如此動作后發現，尺寸還是不穩定，且加工后工件上會有一道退刀痕，（中拖板不是不動了嗎？） 不就是退刀痕嗎？工件加工長度這么短，慢慢走回來就是了！于是加了一個回退車削的工步，采用雙屋脊刃口，雙負前角，排屑方向受控，刀具散熱良好，刃部強度度更高；雖看起來是增加了刀具的摩擦時間，但尺寸穩定才是首要任務！ 至此，加工一個零件，包括安裝和加工，直到拿到第二個零件，只需要二十六秒時間，是內圓磨加工時間的三十四分之一！ 那天晚上很晚回家，但基本一夜沒睡著，太興奮了。因為過幾天就要正式交付產品，總算提前完成任務，可以批量生產！第二天領導們看見可以批量加工了也很高興！ ——深挖潛力—— 如果你以為革新之路就此結束，那也不是我的風格！ 又創新了一下：零件不是只有5.5mm的加工長度嗎？那焊接刀片的長度有十七毫米，于是將一塊刀片上磨了一前一后的不同徑向高度的兩個切削刃，一把車刀最多可用三個月，二十幾塊的焊接車刀能做兩三萬件的零件，刀具成本是多少？手機和電腦算這個成本都不能顯示直接數據！哈哈！ 關鍵是減少一次刀具拆裝，效率可高了。 減少一次拆裝、降低一半成本的雙頭車刀 其實，全手動加工，每件二十六秒是很累的，要完成多少動作呢？建議打開秒表看是你念得快還是做得快！拿工件，擦灰塵，左手拿卡盤扳手，右手扶持工件，左手預擰扳手，右手拍一下，拔出扳手放到規定位置，左手啟動電離合器主軸旋轉，右手擰快進扳柄，左手搖大拖板手柄調整工進前位置，右手拍工進手柄，彎腰左手扳反向進刀手柄，左手關閉主軸電離合器，右手扳手柄退出工進，右手開快退扳柄，左手拿卡盤扳手，右手拍一掌松夾，右手取出工件，放進料箱，順手再取下一個工件（念一遍要35秒）……中間加工15秒中只一個扳反向進刀手柄的動作，其實就是11秒完成18個動作。 還能做什么改變？不覺得中間有個動作很奇怪嗎？---彎腰！每天彎幾百下腰也是人機工程中重點關注的事，怎么解決呢？ 當想到“AK74沖鋒槍（不是AK47沖鋒槍的誤寫）高速點射時，當第一發子彈還沒跑出槍口，而第二發子彈已經開始在槍管跑了”的鋼絲滑輪機構原理后，豁然開朗！裝了一個踏板在車床的踏腳板上，另一頭用鋼絲拴在反向進刀手柄上，當聽到沒有了加工的絲絲聲，就踩一下踏板的右邊，手柄就執行反向動作-—就是說：我不用彎腰受累了！有時過來看我做事的同事，聽到沒有“絲絲”的切削聲音，而我有沒有任何明顯的動作，嚇得催促說，快趕緊反向走刀呀！我含笑不語，直到刀具都退出了工件，才叫他看看。本來是要做一個自動反向的機構，但要在設備上搞幾個窟窿，不敢下手！改進后的問題是要記得把踏板踩回去，不然走刀方向是反的。 本來我隸屬于機修車間，每天做的事基本沒有重復的，這也是讓人學習的機會多，也很有成就感的工作；自攻克工藝難題后，領導告訴我，生產線沒合適的機床，一下子也沒人能掌握以車代磨工藝，你先干著！結果這項以一臺機器替代十八臺內圓磨的攻關工作，卻讓我硬生生總共做了四年多。當然，相對生產線這工作其實也蠻輕松，開始一天至少有兩個半小時我是可以到處逛游的，因為我完成了任務，上道工序又不能及時供貨給我做，可以做自己想做的，靜下心想自己喜歡玩的，“反狙擊手系統（我網名就是狙擊手，這是要和自己斗法呀！），坦克防普通碰炸炮彈裝甲，能殺死大象的小刀”，都是這時創意的。幾年后在我多次提議下才轉了生產車間去做。但這之后還有個迷讓我現在也沒明白原因。 大車床做小零件，也是不得以而為之，但設備真的很好 ——未解之迷—— 大概在做了三年多后出現了怪事！每隔一段時間，就會出現孔徑越來越大的現象：每件之間大0.006mm左右，連續做七八件的話塞規止端基本就快出去了，不能繼續做了，要調整尺寸才能做五六件，但就是半徑方向就這樣連續退了0.5mm，情況也一樣。奇怪了！記得中拖板是鎖定了的？那么，加工內孔孔徑不論什么情況都應該是會小，不是嗎？問題是不管怎么調，怎么換刀、磨刀，情況依然如故！這也就算了，后來居然發現了一個奇異的規律：不論如何，只要休息半天，一定恢復正常！找了所有師傅問，結果沒人聽說過。叫了老師傅檢查所有能檢查的間隙，松動，熱膨脹，震動，潤滑，水平，皮帶以及我不懂的東西，問題依然如故，且發生時間也依然沒有任何規律。這完全違反常理：刀具磨損了？孔會小；間隙大了？孔也是會小；熱膨脹？怎么休息半天就好了（還不論天冷天熱）？水平變了，也不至于這幾毫米的長度上變化超過0.05mm的公差，那兩米長加工長度的車床得扭曲成X狀變形才夠吧？主軸的電離合器是壞過幾次，但沒聽說過離合器影響尺寸的吧，還是偶爾逐漸變大！ 這事驚動了領導，主任是銑工出身，維修做了幾十年，沒什么不會修的。了解情況后，說了句話，差點把我憋死：你是不是不愿做這個了？真說對了一半，我已經煩了天天和《摩登時代》里的卓別林一樣成為一個機器人，每二十六秒就重復之前的標準化動作，（以至于當年上臺表演獨舞的動作中就有好幾個動作就是車這玩意的動作，當然，我現在不說以后也沒誰能了解這信息，說不定還以為是哪學來的動作，其實MJ的舞蹈動作也源自生活）。主任在我畢業時家長回訪時曾說了句非常貼切的評價：上班就蠻好，就是經常不來！現在主任八成以為是我不愿干這玩意了，耍了點詭計。天地良心，真沒那本事，也沒那必要，倒是更希望能多做點奇奇怪怪的東西（不巧這個迷也是奇奇怪怪的事）。 ——領導現場指導—— 主任從技術角度希望我在下次發生問題時能告訴他，并連續做幾件看看什么情況。不幾天，我叫了主任到現場勘察。我問主任：您看連續做多少件呢？做二十件！那我可說清楚了，如果有報廢的，不能扣我的錢喲，我這三年好像沒報廢過工件的，別毀了我這幾年積攢的道行！主任很爽快的說：沒問題！ 其實，主任在遠處的辦公室方向看我做事很久了，我視界一百九十度，不轉頭也知道側面的事。 做第一件，將孔徑調整到下偏差，過端稍微偏緊；做到第七件，孔徑已經明顯變大了，塞規在工件里松了不少，特意把塞規在工件里晃悠幾下給主任看，然后我依然把工件按順序放好，繼續加工，第十二件時，止端已經完全止不住了。我看看主任：還干嗎，再做報廢了，可就是您的事了。沒事，做！主任很明確。第十八件時，孔徑已經大了很多，至少比上偏差大了0.05mm；主任忍不住了說：好了，不用做了，你操作沒有問題，我回去再想想看。既開心、又失落的看著主任遠去的背影。 ——無心插柳—— 這之后大家都努力排查，理論加猜測，經驗加頭腦風暴，什么都試了下，就是沒任何效果，只要休息半天，一定會好，你就是把機床拆了再裝，情況還一樣！為什么說把機床拆了也一樣？因為我真把機床拆了，還順便做了個多功能工具。 不是每天有點空余嗎，請調度每天多安排一點料，連續做了幾天不休息，積攢了一天的料給下道工序，就下手拆機床最有可能有問題的溜板箱部分。我是車工，卻不是設備維修工，雖然看師傅們拆過一部分，但個人從來沒整體分解過這個大部件。（也因為我不是維修工，就不能隨意拆設備，就不能大張旗鼓的拆設備），遇到一個小問題，我沒拔銷器，很多錐銷拆不出來，不知怎么靈機一動，做了個多功能工具，如圖，這是今天（2016年10月）拍的，已經快二十年了，還在這臺設備上用著（我后來做了一批改進型的給全廠車工鉆工用，但這師傅就是不愿意用升級版的），圖片中拔銷器功能已經損壞了，但原理還是容易看明白的，就是拆缷鉆套的楔鐵加焊了個導向桿，一個重錘，焊一個裝拔銷器的螺母，加上一個作為拔銷器的螺絲就成了。為什么是多功能，大家做一個慢慢用，用了就知道，因為很多人包括機修工特意來借這工具用過。
, o* {6 @1 [/ G4 Y; Y7 \" w這個工具出生了20年了，還在使用！ : _ E& f: R; l! \; }' j5 U
改進后批量投入車間使用的多功能工具 分解溜板箱運動部件，檢測可能影響的部位間隙后也沒見任何異常，清理了所有能清理的地方，也沒見什么不良狀況。卻聽到有人說風涼話：看他怎么裝回去！正確裝回去完全不是問題，我每天擦機床，早就看明白了各部分的聯接結構，分析了拆解和組裝順序（感覺這才是福特管理中“清潔時檢查”的精髓），何況在機修幾年，啥結構沒見過？我一下午時間又把那堆零件裝了回去。真希望能好呀！但問題是依然發生，甚至就在拆解組裝后加工第一批次問題還是一樣發生，沒有任何收獲。崩潰！！！ ——難以忘懷—— 就這樣磕磕絆絆又做了大半年，這個工件交給生產車間做了，我又恢復了機修車工的實際崗位。生產車間釆用了改造的簡易數控車床加工，依然是我的來復加工無退刀痕工藝，但刃磨刀具我還是教了很久，他們才掌握。后來用了超硬刀具可轉位PCBN（立方氮化硼）刀具，才不用手工修磨，但加工成本升高了不少。 我的C6150車床的中拖板手柄又裝上了，中拖板恢復自由了，小拖板回歸正位，鋼絲滑輪踏板也拆了，一切如故；只有因為長期小范圍加工導致的一小段導軌磨損，成了永恒的記憶。 不知道各位是否還發現一個未解之謎，我就不說了，大家慢慢想。 之后互聯網發展很快，有時我也會在網上問問這是什么情況，但必竟沒有在這臺設備上加工這個零件，沒有驗證的機會，很多人說的都無法驗證。而這臺設備還是繼續在機修車間服役，工況良好（除了導軌有一小段磨損，這一段精車時會有一個小臺階）。 大概兩年后，我轉崗分配到工具磨崗位，開始新的征程！這個孔加工越來越大的事件也就成為一個未解之謎！ ' ]5 z* {9 N+ Q1 u! |
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發表于 2016-12-3 08:48:55
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