一个简单的零件加工，如今竟变成了传奇
本帖最后由 六角车 于 2013-1-7 15:31 编辑在我以前的帖子一个小钢珠，改变了歼击机的命运。 [复制链接] 里提到的那个30全保险的引信，其中有一个固定雷管的叫做尾螺的零件，形状尺寸如图是一序自动机
加工图。
材料是直径20.5mm的20冷拉钢棒。零件形状并不复杂，精度和表面粗糙度要求也不高，但谁也没想到，这么个简单零件的加工，竟成了整个产品的短线件。为了能把问题叙说清楚，还是把当时的国情介绍一下。当发现原结构的30弹引信，已不能适应新机型的需要时，我厂的技术人员又设计了一种新型的引信。引信一定型，紧接着就是大批量生产，这对当时还没有空空导弹的中国空军来说是十分迫切的。新产品上马，主要精力自然大都放在几个关键件上，谁也没想到这么个简单的尾螺会成为卡脖子零件。后来分析，出现问题的主要原因不是工艺，而是缺乏高水平的技术工人。新中国建立的前五十年，工厂工人主要是来之农村，当时农村的教育水平还在以小学教育为主，而到八九十年代时工厂的基层工人就是以这些人为主。当时生产工艺选用的是单轴六角自动车床，干这个零件倒也很合适，但这个车间机床数量不足，好的调整工也很缺。车间主任原是我们车间的副主任提拔的，就想到了我们车间那台闲置的国产六轴自动车，40多台自动车中，这种型号的机床只此一台，派不上大用场，一直扔在车间的角落里，主任虽是大本文凭，又是中级工程师职称，但也曾经当过近十年的自动机工，自动机的调整水平也不低，要不然他也不会想到要那台六轴自动机。在这种时候，不论是哪个车间，凡是加工这个产品零件所需要的设备，都已是满负荷生产，工厂内也有一套潜规则，相互之间什么都可以援助，就是设备不能援助，借也不行，弄不好就是刘备借荆州，有借无还，自己再要用的时候，想往回要可就难了。当主任提出要借那台闲置的机床是，倒也没费太大的周折，一是老熟人，二是那台机床的确也派不上什么大的用场。主任紧忙活了一阵，设计制造了所需的工装夹具，总算把机床调好了。但他手下那几名玩单轴都吃力的自动机工，那六轴可比单轴复杂得多了，一连几个月完不成任务，主任没辙了，以设备能力不足为由，要求把零件给我们车间加工。也就在这个节骨眼上，我从厂职工大学回到车间。 说到工大，现在的年轻人可能很陌生，简单地介绍一下。七十年代初，连续几年的文化大革命，大学全都停办，没有了大学毕业生，厂矿企业科研机关也就断绝了技术人员的来源，毛主席就提出了复课闹革命，当时是两条方针。1.正规院校招生不用考试，实行基层革委会推荐制度，名义上是要求推荐优秀的革命青年，年龄到28岁，家庭成分必须是红五类。说一下我的见闻。一名牌大学的老教授，到我厂来招生，我也申请去上大学，但因为是生产班长，技术骨干，而没被批准，却批准一名由部队退役进厂不到三年的检验工。虽然不能考试，但老教授也得对这些未来的门生摸摸底啊，就随便出了一道十以内的四则混合算数题，那检验工也不含糊，拿起笔来也不顾先乘除后加减的数学运算法则，顺序算出。老教授摇头叹气，但对革命组织推荐给他的学生，也只能接受。这道理很简单，没有学生就没事可干，就得被打翻在地再踏上千万只脚；有了学生虽然被说成臭老九，即使是老九也还是有地位了嘛，更何况连孔圣人也说过“有教无类”。2.因为工矿企业的技术人员的需求量很大，就又发出了企业办大学，从有经验的工人中培养技术人员，因为是7月21日发表的指示，就把这类大学通称为七·二一大学，要求三年以上工龄，年龄最高时到45岁，后调整到35岁。这类大学的教学水平，因师资水平的不同而不同，我上的就是这种大学。 刚回到车间，正赶上两个主任和厂长在扯皮，看我回来了，厂长突然说：咱们也别再争了，这不“北大”（因为学校在厂北门外故名）的高材生回来了。我看这事就交给他解决吧。 上了三年大学，也正想施展一下所学的知识，那时又正是无私无畏的的年代，就毫不犹豫地接下了这个任务，条件是把主任拉走的那台六轴自动机给我拉回来。待续 工大虽在厂外，但仍是厂属的一个单位，信息并不隔绝。对这个零件我也费过一番心思，并且根据那台国产六轴自动机的结构特点，专门设计了一套可行的工艺方案。我厂工艺技术员数百，六轴自动机工也有几十人，我能想到的他们当然也能想到，而且我们还在一起议论过，现在正常使用的几种型号的六轴自动机都不适合这种新的工艺，我这才想到那台闲置的国产自动机，在原来的生死工艺 [复制链接] 帖子里，专门介绍过这台自动机，由于与众不同的结构，而又只有我熟悉，这才使我得到了这次施展才能的机会。 简单地介绍一下尾螺的全部机加工艺，为了叙说方便，贴一份一序的工序卡片如图；
二序滚丝机滚M20×1左外螺纹；三序双轴半自动车后端面；四序台钻钻两个φ4的扳手孔。 机床是主任调好的，虽然一次只能加工出一件，速度也较慢，但工装却是齐备的，我所等的就是那把一次能倒4个外圆倒角的棱形成型刀，工具车间马不停蹄，不出三天就给做好了一把，我开始动手调车。和设想的一样，由于平端面的车刀架只能直线进退，前进时刀具受反作用力挤压，带动刀座外让，加工到位后反作用力消失，外让的刀座又回到原位，致使回撤的车刀在已加工好的表面划出一道螺旋线，深浅与让刀的多少一样。按机加工常识，硬质合金车刀加工时如余量超过0.2mm就会有明显的退刀痕迹，原来加工一件时平端面用的是两把刀，一把粗加工留十来丝的余量，退刀纹就没有了，即使刀磨得不太好，退刀纹也不是很明显。这从两件同时加工的零件来看就更明显了。前面的一件由于六根主轴在送料位置轮换送料，各自送夹料簧的松紧，料的粗细弯直，在送料时出现差异，因此工艺规定余量为0.5mm，但实际上有的轴余量接近1mm,有的轴才勉强能平得上，所以问题就出在了前面的那件活上。而里面的那件活，由于能将余量稳定的控制在0.20以内，就没有了退刀纹，看来用两把刀平端面是合理的工艺安排。现在是一次加工两件，六个工位装了11把刀，工位已全部占满，再要增加一把端面车刀已无工位，何况要增加两把。主任就是因为这个原因才没把机床调成同时加工两件。既然已想到这些，我开始按预案调整平端面车刀所用的横刀架间隙。车间的所有多轴自动机的横刀架都是燕尾结构，滑轨磨损可调整顶丝将滑轨位移以减小两侧和上下间隙，降低让刀以消除或减轻退刀纹。但这台国产自动机的横刀架全是滑板结构，除了侧面有一斜铁可调横向间隙外，上下间隙即使磨损了也无法调整，小余量车削靠刀座重量压住不打颤，余量一大就不行了。这活平端面余量并不大，机床也是新的，侧面斜铁调到最小间隙，车刀倒是不打颤了，可仍有明显的退刀纹。于是又拿出第二个预案，修改端面车刀角度和R。为使大家对这类设备的加工特点，认识的更直观些，发一张我厂自制的端面车刀和加工尾螺孔的成型划钻图片，供参考。
硬质合金车刀由于材料特点，很难磨得像高速钢刀那样锋利。主要原因是用普通碳化硅砂轮磨过后，刃口崩豁，在放大镜下看的尤其明显，有经验的机加师傅就用油石鐾刀刃，把那些崩豁修磨平整，刀不但变得很锋利，同时也很耐用。但鐾刀这个看似简单的技能，要能用到得心应手的地步确非易事。不得要领的人常常是鐾过的刀反而更难用。 仔细地鐾好一把刀后，装上一试，虽然退刀纹有所好转，但仍不理想，只好使出一怪招，也是最后一招，军事上称为杀手锏。如再不行，机床立即改成单件加工，工厂再想别的办法吧，毕竟现在还没发生大规模的空战。既然刀架滑板两边的间隙不可能调得一点也没有，那样刀架没法动弹，也就干不成活了，但也只有在这上面下功夫。产生让刀的原因是因为刀具切削时产生的反作用力太大，那就在这个反作用力上做文章了。办法是将前面图片上的那种端面车刀的角度和R改一下，通俗的说法就是把刀磨得尖一些，为了提高被加工表面粗糙度，也为了避免崩尖，硬质合金刀尖很少用尖角，大都是有一过渡的R，那把端面刀的R是1.5，如果不考虑直线退刀，加工零件的表面粗糙度是会很高的。但对于直线进退的刀架就不行了，因为R越大抗力越大，退刀纹就越深。如果能将这个抗力改变一下方向，在进刀时抗力由向外变为向内，那退刀时自然就没退刀纹了。实际上有很多匪夷所思的事情，脑筋一转弯就峰回路转了。当然任何想法都得有一定的理论依据，这个方案的理论依据就是改变刀具角度，把刀座间隙的害变为利……说起来很麻烦，还是上一张受力分析示意图吧。 这最后的一招杀手锏很管用，退刀纹没了，可以大干了。为什么会在这么个小而又不复杂的零件下这么大的功夫，这与当时国家所面临的严峻局面有关。北有苏联百万大兵压境，南与越南的战争正在进行，当时虽没出动空军，但一旦动用空军，起飞的战机可就是成百上千架次，而中国的1000多架歼7主力战机的飞行员，却在担心与敌交火时自己的炮弹会不会先把自己炸掉，对这批引信的急需就可想而知了。 一架歼7战机带弹300多发为一个基数，每架战机最少得有3个基数弹药储备才行，最少也得100多万发。现在库存的弹不少，但不更换上面的引信不能用。进度是半年百万发，零件车间月产20万，其它的产品任务量也不小，能不急吗。这上头一着急，为调动下面的的积极性奖金自然不会少，尤其是关键零件的奖金就更高了。 调好机床，开始正式开干，循环时间17秒，但加工出来的却是两件活，平均单件时间7.5秒。听起来好像是比单件加工提高功效一倍，实际却不是那么个算法，机床的一个循环时间内有5秒的时间是送夹料和机床六根主轴转位用的，剩下的时间才是刀具的工作时间。一次加工两件活，省去一次5秒的送料，将近1/3的时间。12小时两大班倒，每天7000多件，一个月下来，单机产量超过了20万件，奖金是基本工资的3倍以上。发奖金的当天厂长给我送贺信的时候说，你的影响力还整不小，整个办公大楼里的干部都要求下车间来干活挣奖金。 这事到此本该工艺技术部整理资料纳入工艺就可告一段落了，在机加技术员都该忙些啥之工艺 [复制链接] 的帖子里也是一次加工两件，我前脚干完，工艺技术部后脚就纳入工艺了。这回为什么就无动于衷了呢？原因是，这种工艺没经粗加工就精加工的方式不符合规范，更主要的是，没几个人能磨好那种怪异的端面车刀，因此此工艺没有通用性，只能作为特殊情况下的特殊工艺，无法推广。完成这批紧急任务，转入正常生产后，虽然新战机苏27和歼11也用的是30弹，每年也就是3 到5万发的任务，保证打靶演习训练使用已足够了。机床又恢复到单件加工，也只用两三个月就干够了。当有些工人干这个零件嫌800件的班产定得太高，挣不到钱。主任就说这台机床一月曾加工出20万件时，工人怀疑地问，该不是忽悠我们的传奇故事吧？根本就不相信。 下面传一组国产六轴自动车图片。 完
补充内容 (2013-1-9 09:36):
坐沙发听课，，，，，，，，，{:soso_e183:} 板凳。。。
大侠继续。
俺们等着呢。 板凳。。。
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俺们等着呢。 又长见识了{:soso_e183:} 打个标记，等楼主更新。 期待楼主继续 等…… 静待后续！{:soso_e142:} 坐等接下来的故事{:soso_e113:}