玩工业，混世界（之侃爷的螺栓、螺母）

livecs68 · 发表于 2008-5-10 15:29:46

做某深海设备的时候，那家公司的老板曾对我充满自信地炫耀他的技术人才，老板说：“看，我这拿政府津贴的就有5个！”

  “佩服！”我说：“我国技术人员比美国多500万，洋人都佩服！”

试车完成以后，钥匙交到老板手里，大家就要拜拜了，一位大专家对我说：“你们这帮人，就能鼓捣这些稀奇古怪的玩意儿！人家都说侃爷就是没正型！看来国家的进步也指望不上了。”

鄙人一时语塞，答不上来，的确，人家说的是这么回事儿，就说论干活，能不能干成事其实并不重要，关键要的是要有个样儿，没有样儿，无论干什么都是白搭，样子做到了，东西好坏是次要的，没有可以花钱买，洋人不卖还可以和他们谈解除禁运，再不行，大家退休了还可以指望下一代继续干呢。

给我们跑腿的一个80后是个机灵家伙，没等我想出话辙，机灵家伙先开口说道：“正型？螺母才有正型呢！”

一语既出，竟将高级知识人士噎住，大家笑。

我忙打圆场说：“要有正型必须要有严格的边界约束，边界条件够了，‘型’自然就正！”

在这种场合，无论咱以前多没文化，现在也得装作有文化的样子。

   80后一脸的得意神色，对我说：“大哥，我这型儿怎么样？”

“好型儿！”我说：“以后你必定有大出息，能成大事！”

“大哥，你说的什么边界约束是什么呀？好像教授也怕讨论这些，我看他们都挺有知识的，怎么这东西就不敢说了。”傲慢80后说。

“就是放在水压机底下打，你没让水压机打过吧！教授要不怎么说你没型呢？”我说。

“谁敢约束我？我要是站在水压机底下，锤都不敢落下来！”80后又开始得意了。

我小的时候，喜欢鼓捣各种玩意儿，一直玩到油动的航模飞机，是2.5CC，这在那个时代大概是玩意儿的最高境界了。以后就到市少年宫学习无线电去了，现在还有一张当年的出入证，其珍贵程度可想而知。

航模发动机的寿命很短，磨合好以后，寿命只有区区的几十小时，但我喜欢那种近两万转的速度产生的高亢轰鸣，就像日本家伙喜欢樱花的灿烂和短暂怒放一样。

每次打浆的时候都会拧一下紧固螺旋桨的螺母，那是一个拧在铝制背桨垫后面的非常精巧的螺母，背桨垫朝向桨的一面有锯齿形的槽，是防松的。

现在我还有一套这样的东西，是我工作以后收集的，虽然不再玩这些东西了，就权当是儿时的遥远记忆吧！其实，这些东西给我记忆最深的不是曲轴箱，也不是活塞和连杆等东西，而是那个紧固螺旋桨的螺母，我长大以后才知道，一个螺母居然有这么多种做法，既可以热做，也可以冷做，可以锻，可以挤，可以冷镦，也可以拉过孔收缩成型，比其它零件有更大的令人想象的空间，假如闲着，似乎一辈子都可以捉摸这东西，它提供你无限的遐想，你可以把材料的利用率提高到近乎是100%。

从螺栓、螺母的加工工艺水平，你可以看到国家之间的技术水平差距，这是一种真实的、的确存在的差距，无论你是谁，你有什么能耐，短期时间了，你缩短不了这种差距。

一个滚动轴承厂的老板对我说：“咱们国家的轴承水平怎么就上不去呢？怎么谁干都上不去呢？”

我劝他该挣钱的时候就好好挣钱，少捉摸乱七八糟的东西，你想提高，你根本就没这资格。老板还牛气起来了，认真地非要我告诉他，我花一分钟就摆平了他，像他这种规模的厂子那是梦想。05年我建某厂，到山东烟店跑一大圈，仔细看看，我建的还是高水平的厂子呢！但这话我只敢偷偷对自己说。

   你看螺母比滚动轴承简单吗？其实不尽然，从工艺上分析各有各的难度，滚动轴承钢相对冷镦钢来说在冶炼上是复杂一些，强调钢的元素纯净度，特别是氧的数值。在加工上要求合适的压缩比、热处理温度，加工的精密水平。而冷镦螺母除非常讲究工艺性和模具，同样对材料有特别严格的要求。

[ 本帖最后由 livecs68 于 2008-5-10 15:31 编辑 ]

livecs68 · 发表于 2008-5-10 15:31:53

说螺栓、螺母，我们可以从最常用的、生产中小规格的冷镦材料和工艺说起。

冷镦钢一般为低、中碳优质碳素结构钢和优质合金结构钢，用来冷镦成型制造各种机械标准件和紧固件。因冷镦工艺要求该钢具有高的洁净度，必须严格控制钢中的Si、Al的含量，采用控制轧制和控制冷却工艺，避免出现马氏体、贝氏体和魏氏体组织，使钢材具有细晶和碳化物球化组织，以提高钢材的塑性和冷顶锻性能。

   说材料的差距，进口冷镦钢与国内35#中碳钢成分相近，但它的金相组织非常细小均匀，白色小粒状的先共析铁素体非常均匀地弥散分布在基体上，没有网状组织存在。晶粒大小仅为1-2μm，为国产中碳钢的1/10左右。并且具有良好的强塑性。国内的研究认为，进口材料可能在热处理时并没有完全奥氏体化，而仅仅加热到奥氏体和铁素体的两相区进行保温后再冷却至室温，热处理后的组织细小，渗碳体与正常奥氏体化处理的渗碳体相比，尺寸更小，厚度更薄，分布更加均匀，呈现出进口钢丝特殊的“两相组织”。基本上为完全珠光体组织，仅有少量小块状（尺寸约5μm）先共析铁素体。

冷镦工艺过程的确定，其实就是按照零件材料的塑性（许用镦粗率）结合零件结构形状，尺寸精度、并考虑避免产生各种缺陷。

冷镦时的极限变形程度就是在镦粗变形过程中材料表面开始出现裂纹时的极限镦粗率，极限镦粗率是将一定直径和一定高度的材料经过软化后通过自由镦粗的实验而获得的参数。，

材料性能对可以达到的镦锻形状的影响非常大，有些材料可以镦锻达到要求，有些就不行，其中开裂是最大的问题。深究原因，即使你的成分相同，但你的晶粒可能完全没有达到要求。

   当材料性能完全合乎冷镦、冷挤的条件时，剩下的就是设计工艺过程和模具的性能。工艺过程设计说到底还是对于边界约束条件的精确理解，要精确到对各个点应力状态的理解，最重要的是边角的应力和材料流动性能的问题。理解不了这些东西，材料就会开裂，你的工艺设计就失败了，即使你再能侃，你再能埋怨别人都没有用，只能请你去做专家，因为你处理不了这个问题。

   学术界将金屑流动方向与凸模轴线平行的挤压方式统称为轴向挤压法。另外还有径向挤压和镦挤法。

轴向挤压法又可以细分为：

1 正挤压，即金属的流动方向与凸横的运动方向相一致。正挤压又分为实心件正挤压、空心件正挤压两种。正挤压法可以制造各种形状的实心件和空心件，如螺钉、心轴、管子和弹壳等。

2 反挤压，金屑的流动方向与凸模的运动方向相反。

3 复合挤压，毛坯一部分金属流动方向与凸模的运动方向相同，而另一部分金屑流动方向则与凸模的运动方向相反。

4 减径挤压，变形程度较小的一种变态正挤压法，毛坯断面仅作轻度缩减。

生产螺母的方式其实更多，其中就有适合生产大、中型螺母的分序挤压法，工艺过程包括：切断，压球，初成型、冲孔，精冲孔等过程，这也是生产冷挤螺母的典型生产过程。从切断下料开始，每一步都有其详细的计算过程，当然也包括经验数据的修正，这些都不是我要卖弄的东西。当采用大型自动冷镦机进行切断、镦平、打球、经软化退火处理后再经压床分序成型，这种组合生产的效率就成倍提高。

针对你要生产的产品，选择好工艺形式以后，剩下的就是模具问题，模具的设计和质量的好坏又直接影响生产工艺的实现，同样的生产设备和生产工艺，别人的生产可以很顺利，而你的可以就不行。

常规的模具其实没有什么特点，别人用过的成熟数据，你拿过来当然可以用，关键是模具的材料和热处理，要特别注意，不能凑合。

[ 本帖最后由 livecs68 于 2008-5-10 15:33 编辑 ]

livecs68 · 发表于 2008-5-10 15:33:41

有些模具是有特点的，那是人家多年智慧和经验的总结，你就轻易学不到手，书里没人写，想写的人又不会，网上当然就更不会有的，有时没办法，你就必须要请你的当家大哥‘孔方兄’出面才能解决问题，关于这点，我不用教你，这应该是我们历史文化的本能。

我见过仿制啤酒瓶皇冠盖模具的的家伙，当然这和我们今天讨论的冷挤和冷镦是完全的两码事。仿制者也用的‘一胜百’的材料，用的精密的加工设备，但用仿制出来的模具拉出的皇冠盖的质量就是不行，收的太紧就把瓶口弄坏了，受的松就可能漏气，保鲜时间就不够。明白人只需一句话就说完了：“傻瓜，意大利的家伙最后是手工修的花型！”

   我一直认为，模具这东西，还不光是你明白多少东西，你有多高深的理论水平，有时是个手艺和经验的组合。有些地方要经过特别的修正，特别是边角的地方，那里是应力最复杂的地方，也许你有知识，也许你懂精深的有限元分析和计算，但你处理不了这个问题，要花钱，交给明白人去做。

关于冷挤压和冷镦模具的的话题说起来就太多了，这里就略去了。

就采用冷挤压方式生产螺母而言，世界上一直在逐步革新加工工艺，其核心问题是要提高生产效率，提高材料的利用率，减少损耗。其最终方向是一步成型法，也就是采用圆棒料一次挤出其外形和内螺纹，这是最复杂的生产螺母的工艺方式，核心问题是材料的层间流动问题，即当材料受到挤压，其内孔已经咬入芯棒螺纹以后材料向端面流动过程中引起的层间流动造成的材料晶格拉伸和错动形成的材料内部破坏问题及其它的系列问题。

   我想，当问题讨论到这里的时候，绝大多数人都会因为无聊和乏味再也看不下去了，当然，我也不会再说什么了，不是不想说，是我也不会了，说了，我自己都不懂了。我们还是说个无聊的话题，也许有趣。

   有人以前问过我，为什么我对螺母有些研究，说来话长，我对螺母有认识是从学西洋话开始的，阿拉学说西洋话到还不是像有些人说的，是为了向西洋人学什么‘技术’或者交流什么鬼学术问题，那多失我怏怏大国的风范啊！俺是为了防止西洋人偷偷骂俺而俺没听懂并因此而丢了人格，丢人格到还是小事，万一要丢了国格，让自己的国人一抵制就糟了，去那里撮饭呀！

   阿拉花过不少的时间才分清倒霉洋人的词汇的深刻含义，诸如：斯丢屁蒂、塞尔里、纳特丝。尤其是对‘纳特丝’的理解不充分，就像我今天都处理不了为什么材料会挤裂的过程是一样的。该用‘纳特丝’骂人的时候常常用错，而用了‘斯丢屁蒂’，当然我不会用‘塞尔里’，因为我喜欢你才会说。

   好多年以后，我才知道，当年每当要骂人的时候就常常想起螺母，就是螺母这个倒霉东西老是在干扰阿拉的思路，终于有一次，阿拉把那两个词连在一起用了，鄙人指着人说：“油，斯丢屁蒂安得纳特丝！”

   眼见人家黑哥们要拼命，阿拉吓得撒腿就跑，后来看周星驰的‘功夫’，俺觉得当年我比他跑的快。

   我想，假如你想在这个行业里混下去，你应该学习一些东西，至少你要从材料的冶炼、轧制、冷却开始，学完材料的结晶性能和冷加工的各种状态，还要懂冷加工的工艺过程和润滑，最好懂模具和材料的成型流动等问题，当然有些东西是可以学一辈子的。但话说回来，没有多少人有这个耐心，毕竟随便做点什么小买卖，替洋人卖点东西，生活就很好了，为什么要学这些没有用途的东西。

[ 本帖最后由 livecs68 于 2008-5-10 16:20 编辑 ]

livecs68 · 发表于 2008-5-10 15:35:30

谈到滚动轴承和紧固件的问题，这是我国工业化进程中比较弱的两项，没有什么人认为这两个东西重要，大家谁都似乎可以干这东西，而又谁都干不好。真正解决这两个东西所要走过的路还很长很长。

没有什么专家、学者真正解决过这些诸如边界约束、边角应力等东西，大家到了要写论文的时候，抄些西方的理论了事。洋人卖给你高级的冷挤、冷镦料，再卖给你设备、工艺过程、模具、备件，但就是不告诉你为什么，你要仿？随便！而我国人民的哲学一直是奉行‘差不多就是好’，的中庸之道，还因此笑话东洋小倭国的人有偏执的毛病，想想，人家用20多年，从废墟上发展到世界的第二强国，还是绝对数上的第二强国，有些问题确实值得大家思考。

随着近些年新建棒线厂的陆续投产，冷镦冷挤材料的问题得到了逐步的解决，但我国现在还不能生产所有系列的产品，有些材料还是要进口。

   冷加工工艺的发展其实比材料的发展还要滞后，道理其实特别简单，各国的冷加工材料和工艺及模具的发展是配套起步的，由于各国材料的系列不同，他们都发展了与之材料配套的一整套加工方式，我们分阶段引进不同的东西，日本的材料配意大利的加工方式和设备，当然就有问题，但这些问题没有什么人深入地研究，也没有研究的环境和条件，大家都在忙于挣钱，挣现钱。尽管我们现在也生产一些冷挤冷镦设备，但洋人的设备在国内大行其道，高档的东西基本是进口的。

   讨论深入和无聊的话题确实没什么意思，大家一到这时都没了兴趣，尤其像鄙人这种只会瞎侃的家伙，你让我和大专家们讨论什么材料的层间流动问题，阿拉怎么会知道流动到什么程度就会造成晶格的破坏，再看对面的专家，脑袋也是一点一点的，我知道大家都困了，许多人出窍的灵魂在半空中游荡着，俯视着下面的这群傻瓜：嘿！傻瓜，说些什么乱七八糟的东西，有用吗？

   技术讨论会结束了，大家立即都来了精神，乱侃的就不是阿拉自己了，教授笑嘻嘻地望着鄙人说：“嗯！当技术人员不容易呀！我上次在一个学术讨论会上听到人家讲笑话，说是什么比猪吃的差，比鸡起的早什么的，听着挺有趣，你听过吗？”

   我说：“我只听人家说过鸡的事，好像没有猪什么事吧！况且，我怎么会是技术人员？一点边都不粘呀！”

   “有猪，怎么会没有猪呢？”教授还认真起来了，说：“那你说说你听到的说法！”

   “我听人家说技术人员是：比鸡起的早，比鸡睡得晚，比鸡吃的差，比鸡干得累。”我说。

   教授一愣，没有理解过来什么意思，倒是边上的王老板反应快，王老板略一沉吟，笑道：“第一句不对，鸡不起早，我家楼下的高雅鸡从来不------------”

“谁说鸡不起早，以前有书为证，现在是有网为证！”我对王老板说。

“何以见得？从什么网上看到鸡起早了，起早干什么？你有证据，今天晚上我请客！”王老板道。

  “得上网才看得到。”我说。

“把我本本拿上来！”看来，王老板还认真了，其手下立即双手捧着老板的无线本冲了过来。

   找到网站，翻倒页面，赫然见到‘五更鸡’，王老板服了，像泄了气的皮球坐下了，随后，像我以前见到的某位意大利副总裁的做法一样，轻拍了一下手，年轻女秘书拿上来一个厚信封，递到老板的手里，王老板晃了一下，弯下腰放在阿拉的装笔记本的轻质铝箱内，鄙人就这么一件看上去还凑合的物件，小声吹牛说一下，那箱子是德国原装进口的，鄙人喜欢德国的超轻高强铝材，强度非常好。箱子里可以放一大一小两个本本，适合长途运输，这是当年某工程留下的纪念，要我买这东西鄙人是断然不会的，一来爱国，二来留下钱还得孝敬父母呢。但只是可惜那大屏的本从来没有用过，也没拿出来过，鄙人一个乱侃之人，带着那些东西纯粹是为吓唬别人的，具体说会不会用还不一定呢！我就见过不少拿最高档T系列而不会使的家伙，还不止一个。

[ 本帖最后由 livecs68 于 2008-5-10 15:36 编辑 ]

livecs68 · 发表于 2008-5-10 15:37:15

王老板新买的车，向大家显摆一下，瞧，人家那是真趁钱，咱羡慕的不行，低头看一下，还好，哈喇子没流到地上。随后，王老板履行诺言请大家吃饭。谁还记得什么冷镦料的含碳量和边界条件修正，统统见鬼去吧！

路上，王老板对我说：“你看，我要是收购了你这整个一摊，如何? 鄙人有钱！ ”

“不可能吧！我会把自己卖到青楼吗？看好了，好歹是爷们，最多就是饿死，还能什么样？”我说。

“其实，现在的鸡真的都不起早了，干什么也不会辛苦，干什么都是干，也没必要非得玩什么不可！现代化了，玩什么都挣钱！”王老板说。

“可鄙人只能挣现挣现花的钱，这是命，早就算好了的，身上不能有多的钱，也不能到花钱的时候没有足够的钱，这才是最难处理的事。”我说。

[ 本帖最后由 livecs68 于 2008-5-10 15:38 编辑 ]

亮剑 · 发表于 2008-5-10 16:09:05

哎吆。这可是专著耶。

兰羽飞矢 · 发表于 2008-5-10 21:31:10

牛，偏牛
高，真是高
强，实在是强

喂～～～～～亮剑老大还了个哭像

无能 · 发表于 2008-5-11 14:25:49

小小的愿望，楼主却给予了极大的满足。

但有些东西我要看懂，估计还得若干年功夫。

另外，我喜欢拽点古文，和说些自己都不懂的话，轻狂之处，楼主见笑了。加上我阅历尚浅，有些地方实在看不懂，不知是褒是贬，就当是褒扬吧

谢谢楼主了！

凡人一个 · 发表于 2008-5-11 16:50:30

今天没空了，明天继续看！

憨老马 · 发表于 2008-5-12 08:29:44

记下来，晚上好好看！

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