☞ 这是金属加工（mw1950pub）发布的第14049篇文章 世界飞速发展，各种数控机床，涂层可转位刀具、超硬刀具的应用将批量精确加工发挥得淋漓尽致，很多人开玩笑说现在只要会按按钮就行了！而在30年前，焊接刀具、普通机床还是有很大市场，也是锻炼手艺和思维方式的良好方式。 今天我们的主人公，讲的就是近30年前靠自己的智慧，用以车代磨工艺解决工厂难题的故事。小编觉得非常有意思，也很有意义，在此分享给各位金粉。也欢迎大家在留言区探讨，看看能否解答困惑了他近30年的“未解之谜”。 1993年9月底，公司有一个间隔垫块零件要开发，看起来就一个圈圈，20Crmo，渗碳淬火Hrc58-65，外径是φ73mm，加工部位是孔径φ50（+0.05／0），粗糙度Ra1.6，垂直度0.03，零件轴向厚度13mm，径向厚度才11.5mm，加工长度5.5mm，日产400个。 
这零件属于弱刚性，高硬度、薄壁件，以当时的加工能力，工艺是用内圆磨床做，保证尺寸精度和粗糙度是比较靠谱的。但如果用内圆磨加工，经过测试：至少15分钟一个，也就是说加上换砂轮和调整、测量，要18台磨床才能勉强完成任务，还必须是有技术的有责任心的人；如果是6台内圆磨床，要三班倒才能做完；前提还是产量不增加。那时正是企业的发展阶段，增量是必然的。事实也正是如此，几年后的产量是每天860个间隔垫块。如果真用了磨削工艺，那产能可是个大问题。厂领导也是技术出身，怎会不知道风险， 在1993年时的资源也就只有普车和焊接车刀，确实比较难做。组织了老师傅们进行车削验证，可总是不能保证尺寸精度：材料硬，加工让刀造成尺寸不稳；然后就是随之而来的刀具严重磨损；再就是车好了松夹就变形，通端不过；还有就是不敢夹太紧，造成加工时打滑，工件飞出，刀具损毁。那时我并没有什么特别之处，就是能把手头的事做好，从来不怕苦怕累，只要我问师傅们都会细心指导，分析讲解，让我学习很多经验，我师傅隋里奇先生更是有带徒高招：前半年只准看和问，后半年只能按师傅说的干，再半年只能回答，不能提问！不知为何，厂长亲自找到我，要试验以车代磨工艺，我居然什么都没问就答应了。结果是可想而知的，大家遇到的问题，我也一个没少遇到。在痛苦的几天实验中，有时加工工件后，零件表面连痕迹都不太明显，刀尖刃磨的圆弧却整个都崩没了……每次都失败后，交货期也越来越近，但从来不会超过连续五件的合格品…… 那时候急得我焦头烂额，几天都没睡好觉。后来我冷静下来慢慢分析：没有针对性的措施，就不能解决明显的问题！必须面对若干主要问题逐个解决，才能组成一个完整方案。至少有以下几个问题：把问题列举：首先保证刀具能耐用（不耐用，是否是让刀也不好说）；消除机床间隙带来的让刀，普车批量加工，滑动件之间的间隙就是让刀的源泉；不能夹紧不能不夹紧，那就找个平衡点；夹具要有垂直度；对刀调整必须稳定可靠等。具体实施：没有采用内孔刀，而是用了刀片位置相对短的外圆刀改制，因为锻打的焊接内孔刀，考虑多用途，都是比较长的，而这个零件很短小，用外圆车刀改制即可将刀杆缩短很多，刚性更好；刀刃部位采用双负前角，良好的排屑方向，良好的吸热散热能力。因为没有硬车经验，不知道用什么刀片材质好。试过很多材质都不能正常加工。在现有资源刀片材料中选用了 YW1，焊接刀片，开始也不能用好，刀片硬度不稳定。直到焊刀师夏仁生师傅釆用硼砂保温工艺后才稳定下来。只要中拖板是活动的，尺寸就会变，固定中拖板不就不会变了吗？那么，固定中拖板后怎么调整尺寸？大拖板要进刀，中拖板拆除手柄（防止误碰影响尺寸），已将镶条锁定，中拖板就无法移动；那么就利用小拖板！将小拖板顺逆时针转2.5度，每进10小格就让刀具在径向移动0.011mm，这精度对0.025mm的孔径稳定值（中间值）而言，足够了。夹紧方式，开始是想在扳手上用弹簧钢做个手柄，但后来发现要用控制角度的方法，实际上还是比较难掌握的，结果发现最原始的工具——用手掌拍是最简便快捷的方式，一掌拍下去，力道不大不小刚好！（后来算了下，4年拍了90多万下）。夹具垂直度很简单，重新做一个三槽夹具与卡盘内孔过盈配合0.01mm后，在车床上精车一刀定位的端面，妥妥的！ 因为前道工序是平面磨加工，很多磨屑粘附在工件定位面而影响垂直度。中拖板不动，就在中拖板上架一块木板，木板上放一块旧手巾，装夹之前擦一下就能清理干净；还能有效防止灰尘落在托板的缝隙里，一举两得！在如此规划加工后发现，尺寸还是不稳定，且加工后工件上会有一道退刀痕，（中拖板是不动的）工件加工长度这么短，工进退回来就能消除刀痕。于是加了一个回退车削的工步，采用双屋脊刃口，双负前角，排屑方向受控，刀具散热良好，刃部强度度更高；虽看起来是增加了加工时间，但尺寸稳定才是首要任务。至此，加工一个零件，包括安装和加工，直到拿到第二个零件，只需要26秒时间，是内圆磨加工时间的1/34！那天晚上很晚回家，但基本一夜兴奋的没睡着。因为第二天就要正式交付产品，总算提前完成任务，可以批量生产！第二天领导们看见可以批量加工了也很高兴！革新之路永不停止。零件只有5.5mm的加工长度，焊接刀片的长度有十七毫米，于是将一块刀片上磨了一前一后的不同径向高度的两个切削刃，一把车刀可用三个月，二十五块的焊接车刀能做三万件零件，刀具单件成本是0.0008元/件。 
全手动加工，每件二十六秒，要完成很多动作：拿工件，擦灰尘，左手拿卡盘扳手，右手扶持工件，左手预拧扳手，右手拍一下，拔出扳手放到规定位置，左手启动电离合器主轴旋转，右手拧快进扳柄，左手摇大拖板手柄调整工进前位置，右手拍工进手柄，弯腰左手扳反向进刀手柄，左手关闭主轴电离合器，右手扳手柄退出工进，右手开快退扳柄，左手拿卡盘扳手，右手拍一掌松夹，右手取出工件，放进料箱，顺手再取下一个工件。实际是11秒完成18个动作。中间有个动作——弯腰！每天弯几百下腰也是人机工程中重点关注的事。当想到钢丝滑轮机构原理后，装一个双向踏板在车床的木质踏脚板上，另一头用钢丝拴在反向进刀手柄上，当听到没有了加工的丝丝声，就踩一下踏板的右边，手柄就执行反向动作——就不用弯腰受累了！改了踏板后，加工完成要记得把踏板踩回去，不然启动后走刀方向是反的。前面说了，工进前是用快进方式移动，设备是电机驱动快进；用一个组合开关控制，向左扳动是快进，向右扳动是快退，带复位功能，扳动后松手就会复位。考虑缩短加工时间，就尽量用短的移动距离，塞规的长度大约是95mm，加上放置塞规的空间，总共不会有125mm的快进的距离，正常也没任何问题，但问题就出在这；快进快关坏了，不能复位，就是说快进后松手了，但开关没有复位，电机依然得电，整个大拖板还在快速向卡盘撞去，如果我下意识的后退一步，人肯定没事，但设备就要废了…… 说时迟那时快，就在一秒不到的时间，我没有任何时间去想什么，居然就用左手一把抓住了大拖板手轮，大拖板带着刀具在零件前面几毫米停下了，因为完全没有准备，中指把无名指狠狠的压在下面。 这时电机还是带电的，还在工作，因为有一个过载保护（这个我是知道的，在接手设备时就研究了下所有的功能），电机在空转，我的手不能松开，松开了，还是会撞主轴。因为电源总开关在左侧，我的左手还得抓住大拖板手轮，旁边也没人能快速过来帮我关电源，于是，我巧妙的高抬腿，用左脚按（踩）下了电源开关，幸好是按键式的电源开关，不然都不知道要怎么关总电源。 之后发现，无名指被中指压青了。之后我将过载保护的扭矩力调低了点，防止下次抓的太紧造成手指受伤。更换新的组合开关后不久，可能是复合开关的质量不好，或是加工使用频率太高，又发生了一次同样的事件，差点又要撞机，也是被我瞬间破解。后来就使用了不带复位功能的复合开关，虽然操作上开始很不习惯，但再也没有发生这样的高度虚惊事件。这件事让我发现人的潜能真的很强大。 本来我隶属于机修车间，每天做的事基本没有重复的，学习的机会多，做的也是很有成就感的工作；自攻克工艺难题后，因为生产线没合适的机床，一下子也没人能掌握以车代磨工艺，结果这项以一台机器替代18台内圆磨的攻关工作，我总共做了四年多。当然，相对生产线这工作其实也蛮轻松，开始一天至少有两个半小时休息。几年后该零件转到生产车间去加工了。但这之中有个谜让我现在也没明白原因。 
那是在做了三年多后出现的怪事：每隔一段没有规律的时间，就会出现孔径越来越大的现象：每件之间大0.006mm左右，连续做七八件的话，塞规止端基本就快出去了，不能继续做，要调整尺寸才能做五六件，但就是半径方向就这样连续退了0.5mm，情况也一样。中拖板是用镶条调整螺丝锁紧固定的，那么加工内孔孔径不论什么情况都应该是会小；但不管怎么调，怎么换刀、磨刀，情况依然如故！后来发现了一个奇异的规律：出现异常情况后，只要休息半天，一定恢复正常！问师傅们，没人听说过。请老机修师傅检查所有能检查的间隙，松动，热膨胀，震动，润滑，水平，皮带以及我当时不懂的，问题依然如故，且发生时间也依然没有任何规律。这完全违反常理：刀具磨损了孔会小；间隙大了孔也是会小；热膨胀怎么休息半天就好了（还不论天冷天热）；水平变了，也不至于这几毫米的长度上变化超过0.05mm的公差，那两米长加工长度的车床得扭曲成X状变形才够吧？主轴的电离合器是坏过几次，但没听说过离合器影响尺寸的吧，还是偶尔逐渐变大！车间技术主任万主任是铣工出身，维修做了几十年，很有经验。了解情况后说：要仔细研究，对今后一定会有帮助。万主任从技术角度希望我在下次发生问题时能告诉他，并连续做几件看看什么情况。不几天，我请主任到现场勘察。先连续做二十件观察。做第一件，将孔径调整到下偏差，过端稍微偏紧；做到第七件，孔径已经明显变大了，塞规在工件里松了不少，塞规在工件里晃悠，然后我依然把工件按顺序放好，继续加工，第十二件时，止端已经完全止不住了。第十八件时，孔径已经大了很多，至少是报废；万主任认为不用做了，操作没有问题。我既开心又失落地看着主任远去的背影。这之后大家都努力排查，理论加猜测，经验加头脑风暴，但没有任何进展，为什么只要休息半天，一定会好，就是把机床拆了再装，情况还一样！为什么说把机床拆了也一样？因为我真把机床拆了，还顺便做了个多功能工具。先请调度每天多安排一点料，连续做了几天不休息，积攒了一天的料给下道工序，就下手拆机床可能有问题的溜板箱部分。车工不是设备维修工，虽然看师傅们拆过一部分，但个人从来没整体分解过这个大部件。遇到一个小问题，我没拔销器，很多锥销拆不出来，做了个多功能工具，如图，已经用了已经快二十多年，还在这台设备上用着（我后来做了一批改进型的给全厂车工钻工用），图片中拔销器功能已经损坏了，但原理还是容易看明白的，就是拆缷钻套的楔铁加焊了个导向杆，一个重锤，焊一个装拔销器的螺母，加上一个作为拔销器的螺丝。为什么是多功能，大家可以自己做一个用。分解溜板箱运动部件，检测可能影响的部位间隙后也没见任何异常，清理了所有能清理的地方，也没见什么不良状况。每天擦机床，看明白了各部分的联接结构，分析了拆解和组装顺序（感觉这才是5S管理中“清洁时检查”的精髓）。用一下午时间又把那堆零件装了回去。但问题是依然发生，甚至就在拆解组装后加工第一批次问题还是一样发生，没有任何收获。就这样磕磕绊绊又做了大半年，这个工件交给生产车间加工，我恢复了机修车工的实际岗位。生产车间釆用了改造的简易数控车床加工，依然是釆用我的这种来复加工方式，没有退刀痕工艺，但刃磨刀具我还是教了很久，他们才掌握。后来用了超硬刀具可转位PCBN（聚晶立方氮化硼）刀具，才不用手工修磨，但加工成本升高了不少。我的C6150车床中拖板手柄装上了，中拖板镶条调松，小拖板回归正位，钢丝滑轮踏板也拆了，一切如故；只有因为长期小范围加工导致的一小段导轨磨损，成了永恒的记忆。之后互联网发展很快，有时我也会在网上问这是什么情况，但毕竟没有在这台设备上加工这个零件，没有验证的机会，很多人说的都无法验证。而这台设备继续在机修车间服役，工况良好。大概两年后，我转岗分配到工具磨岗位，开始新的征程！这个孔加工越来越大的事件也就成为一个未解之谜。希望借助金属加工的平台，各位有识之士能帮我找到原因，答疑解惑。华斌：资深金粉群管，拥有30年机械加工经验，现任江铃车桥厂技术开发科刀具工程师。 -End-
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