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一个简单的零件加工,如今竟变成了传奇

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发表于 2013-1-5 13:45:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 六角车 于 2013-1-7 15:31 编辑
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    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0 f% s  ?1 z( h( h
加工图。
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    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;
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   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。
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    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

+ P+ G. F- K$ ]1 c. M" K! \" J6 R/ u2 E0 n

. ?0 k( U7 a# _$ V* r补充内容 (2013-1-9 09:36):
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点评

大侠继续呀,晚辈都在这等着呢!  发表于 2013-1-5 19:16

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参与人数 7威望 +26 收起 理由
憨老马 + 20
淡了红颜/╱ + 1 问题描述清楚,显得很专业!
子子61961 + 1 专业精湛,谢谢分享~
honyo2011 + 1 问题描述清楚,显得很专业!
c620 + 1 问题描述清楚,显得很专业!
两岸猿声啼不住 + 1
everfree + 1 思想深刻,见多识广!

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发表于 2013-1-5 14:03:38 | 显示全部楼层
坐沙发听课,,,,,,,,,{:soso_e183:}
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发表于 2013-1-5 14:31:43 | 显示全部楼层
板凳。。。
) P/ q% X6 ~4 o4 Z- C7 ?7 C) N大侠继续。6 b& q' D; B- H3 k: ]5 M6 c5 c3 D
俺们等着呢。
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发表于 2013-1-5 14:32:22 | 显示全部楼层
板凳。。。: H2 Y. U$ n/ e
大侠继续。$ `  U' C! C) E9 m
俺们等着呢。
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发表于 2013-1-5 14:34:10 | 显示全部楼层
又长见识了{:soso_e183:}
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发表于 2013-1-5 14:49:08 | 显示全部楼层
打个标记,等楼主更新。

点评

请问社友怎么打标记呀?没时间仔细看,想先标记了  发表于 2013-1-8 12:10
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发表于 2013-1-5 14:53:59 | 显示全部楼层
期待楼主继续
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发表于 2013-1-5 15:00:05 | 显示全部楼层
等……
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发表于 2013-1-5 15:13:08 | 显示全部楼层
静待后续!{:soso_e142:}
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发表于 2013-1-5 15:54:26 | 显示全部楼层
坐等接下来的故事{:soso_e113:}
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