☞ 這是金屬加工（mw1950pub）釋出的第
14049
篇文章
編者按
世界飛速發展，各種數控機床，塗層可轉位刀具、超硬刀具的應用將批次精確加工發揮得淋漓盡致，很多人開玩笑說現在只要會按按鈕就行了！而在30年前，焊接刀具、普通機床還是有很大市場，也是鍛鍊手藝和思維方式的良好方式。
今天我們的主人公，講的就是
近30年前靠自己的智慧，用以車代磨工藝解決工廠難題的故事
。小編覺得非常有意思，也很有意義，在此分享給各位金粉。也歡迎大家在留言區探討，看看能否解答困惑了他近30年的“未解之謎”。
01
難點急診
1993年9月底，公司有一個間隔墊塊零件要開發，看起來就一個圈圈，20Crmo，滲碳淬火Hrc58-65，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13mm，徑向厚度才11。5mm，加工長度5。5mm，日產400個。
工件部位示意圖
這零件屬於
弱剛性，高硬度、薄壁件
，以當時的加工能力，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15分鐘一個
，也就是說加上換砂輪和調整、測量，
要18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6臺內圓磨床，要三班倒才能做完；前提還是產量不增加。
那時正是企業的發展階段，增量是必然的。事實也正是如此，幾年後的產量是每天860個間隔墊塊。如果真用了磨削工藝，那產能可是個大問題。廠領導也是技術出身，怎會不知道風險， 在1993年時的資源也就只有普車和焊接車刀，確實比較難做。
組織了老師傅們進行車削驗證，可總是不能保證尺寸精度：材料硬，加工讓刀造成尺寸不穩；然後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。
那時我並沒有什麼特別之處，就是能把手頭的事做好，從來不怕苦怕累，只要我問師傅們都會細心指導，分析講解，讓我學習很多經驗，我師傅隋裡奇先生更是有帶徒高招：前半年只准看和問，後半年只能按師傅說的幹，再半年只能回答，不能提問！
02
牛刀小試
不知為何，廠長親自找到我，要試驗以車代磨工藝，我居然什麼都沒問就答應了。
結果是可想而知的，大家遇到的問題，我也一個沒少遇到。
在痛苦的幾天實驗中，有時加工工件後，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……每次都失敗後，交貨期也越來越近，但從來不會超過連續五件的合格品……
那時候急得我焦頭爛額，幾天都沒睡好覺。後來我冷靜下來慢慢分析：
沒有針對性的措施，就不能解決明顯的問題！
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換刀後的調整尺寸問題；
⑥每次進刀精度問題；
⑦夾具垂直度不良等問題。
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，普車批次加工，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將刀杆縮短很多，剛性更好；刀刃部位採用雙負前角，良好的排屑方向，良好的吸熱散熱能力。
因為沒有硬車經驗，不知道用什麼刀片材質好。試過很多材質都不能正常加工。在現有資源刀片材料中選用了 YW1，焊接刀片，開始也不能用好，刀片硬度不穩定。直到焊刀師夏仁生師傅釆用硼砂保溫工藝後才穩定下來。
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？那麼，固定中拖板後怎麼調整尺寸？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；那麼就利用小拖板！將小拖板順逆時針轉2。5度，每進10小格就讓刀具在徑向移動0。011mm，這精度對0。025mm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，但後來發現要用控制角度的方法，實際上還是比較難掌握的，結果發現最原始的工具——用手掌拍是最簡便快捷的方式，一掌拍下去，力道不大不小剛好！（後來算了下，
4年拍了90多萬下
）。
夾具垂直度很簡單，重新做一個三槽夾具與卡盤內孔過盈配合0。01mm後，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。中拖板不動，就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乾淨；還能有效防止灰塵落在託板的縫隙裡，一舉兩得！
在如此規劃加工後發現，尺寸還是不穩定，且加工後工件上會有一道退刀痕，（中拖板是不動的）工件加工長度這麼短，工進退回來就能消除刀痕。於是加了一個回退車削的工步，採用雙屋脊刃口，雙負前角，排屑方向受控，刀具散熱良好，刃部強度度更高；雖看起來是增加了加工時間，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26秒時間，是內圓磨加工時間的1/34！
那天晚上很晚回家，但基本一夜興奮的沒睡著。因為第二天就要正式交付產品，總算提前完成任務，可以批次生產！第二天領導們看見可以批次加工了也很高興！
03
深挖潛力
革新之路永不停止。零件只有5。5mm的加工長度，焊接刀片的長度有十七毫米，於是將一塊刀片上磨了一前一後的不同徑向高度的兩個切削刃，一把車刀可用三個月，二十五塊的焊接車刀能做三萬件零件，刀具單件成本是0。0008元/件。
減少一次拆裝、降低一半成本的雙頭車刀
全手動加工，每件二十六秒，要完成很多動作：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。實際是11秒完成18個動作。
中間有個動作——彎腰！每天彎幾百下腰也是人機工程中重點關注的事。當想到鋼絲滑輪機構原理後，裝一個雙向踏板在車床的木質踏腳板上，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——就不用彎腰受累了！改了踏板後，加工完成要記得把踏板踩回去，不然啟動後走刀方向是反的。
04
虛驚事件
前面說了，工進前是用快進方式移動，裝置是電機驅動快進；用一個組合開關控制，向左扳動是快進，向右扳動是快退，帶復位功能，扳動後鬆手就會復位。
考慮縮短加工時間，就儘量用短的移動距離，塞規的長度大約是95mm，加上放置塞規的空間，總共不會有125mm的快進的距離，正常也沒任何問題，但問題就出在這；快進快關壞了，不能復位，就是說快進後鬆手了，但開關沒有復位，電機依然得電，整個大拖板還在快速向卡盤撞去，如果我下意識的後退一步，人肯定沒事，但裝置就要廢了……
說時遲那時快，就在一秒不到的時間，我沒有任何時間去想什麼，居然就用左手一把抓住了大拖板手輪，大拖板帶著刀具在零件前面幾毫米停下了，因為完全沒有準備，中指把無名指狠狠的壓在下面。
這時電機還是帶電的，還在工作，因為有一個過載保護（這個我是知道的，在接手裝置時就研究了下所有的功能），電機在空轉，我的手不能鬆開，鬆開了，還是會撞主軸。因為電源總開關在左側，我的左手還得抓住大拖板手輪，旁邊也沒人能快速過來幫我關電源，於是，我巧妙的高抬腿，用左腳按（踩）下了電源開關，幸好是按鍵式的電源開關，不然都不知道要怎麼關總電源。
之後發現，無名指被中指壓青了。之後我將過載保護的扭矩力調低了點，防止下次抓的太緊造成手指受傷。更換新的組合開關後不久，可能是複合開關的質量不好，或是加工使用頻率太高，又發生了一次同樣的事件，差點又要撞機，也是被我瞬間破解。後來就使用了不帶復位功能的複合開關，雖然操作上開始很不習慣，但再也沒有發生這樣的高度虛驚事件。這件事讓我發現人的潛能真的很強大。
05
未解之謎
本來我隸屬於機修車間，每天做的事基本沒有重複的，學習的機會多，做的也是很有成就感的工作；自攻克工藝難題後，因為生產線沒合適的機床，一下子也沒人能掌握以車代磨工藝，結果這項以一臺機器替代18臺內圓磨的攻關工作，我總共做了四年多。當然，相對生產線這工作其實也蠻輕鬆，開始一天至少有兩個半小時休息。幾年後該零件轉到生產車間去加工了。但這之中有個謎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，但裝置真的很好
那是在做了三年多後出現的怪事：
每隔一段沒有規律的時間，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，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。中拖板是用鑲條調整螺絲鎖緊固定的，那麼加工內孔孔徑不論什麼情況都應該是會小；但不管怎麼調，怎麼換刀、磨刀，情況依然如故！
後來發現了一個奇異的規律：出現異常情況後，只要休息半天，一定恢復正常！問師傅們，沒人聽說過。請老機修師傅檢查所有能檢查的間隙，鬆動，熱膨脹，震動，潤滑，水平，皮帶以及我當時不懂的，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；熱膨脹怎麼休息半天就好了（還不論天冷天熱）；水平變了，也不至於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！
車間技術主任萬主任是銑工出身，維修做了幾十年，很有經驗。瞭解情況後說：要仔細研究，對今後一定會有幫助。
萬主任從技術角度希望我在下次發生問題時能告訴他，並連續做幾件看看什麼情況。不幾天，我請主任到現場勘察。先連續做二十件觀察。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，塞規在工件裡鬆了不少，塞規在工件裡晃悠，然後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。第十八件時，孔徑已經大了很多，至少是報廢；萬主任認為不用做了，操作沒有問題。我既開心又失落地看著主任遠去的背影。
06
無心插柳
這之後大家都努力排查，理論加猜測，經驗加頭腦風暴，但沒有任何進展，為什麼只要休息半天，一定會好，就是把機床拆了再裝，情況還一樣！為什麼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。
先請排程每天多安排一點料，連續做了幾天不休息，積攢了一天的料給下道工序，就下手拆機床可能有問題的溜板箱部分。車工不是裝置維修工，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。遇到一個小問題，我沒拔銷器，很多錐銷拆不出來，做了個多功能工具，如圖，已經用了已經快二十多年，還在這臺裝置上用著（我後來做了一批改進型的給全廠車工鑽工用），圖片中拔銷器功能已經損壞了，但原理還是容易看明白的，就是拆缷鑽套的楔鐵加焊了個導向杆，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。為什麼是多功能，大家可以自己做一個用。
這個工具出生了25年了，還在使用
改進後批次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後也沒見任何異常，清理了所有能清理的地方，也沒見什麼不良狀況。每天擦機床，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5S管理中“清潔時檢查”的精髓）。用一下午時間又把那堆零件裝了回去。但問題是依然發生，甚至就在拆解組裝後加工第一批次問題還是一樣發生，沒有任何收穫。
07
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加工，我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，依然是釆用我的這種來複加工方式，沒有退刀痕工藝，但刃磨刀具我還是教了很久，他們才掌握。後來用了超硬刀具可轉位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車床中拖板手柄裝上了，中拖板鑲條調松，小拖板迴歸正位，鋼絲滑輪踏板也拆了，一切如故；只有因為長期小範圍加工導致的一小段導軌磨損，成了永恆的記憶。
之後網際網路發展很快，有時我也會在網上問這是什麼情況，但畢竟沒有在這臺裝置上加工這個零件，沒有驗證的機會，很多人說的都無法驗證。而這臺裝置繼續在機修車間服役，工況良好。
大概兩年後，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。希望藉助金屬加工的平臺，各位有識之士能幫我找到原因，答疑解惑。
華斌：資深金粉群管，擁有30年機械加工經驗，現任江鈴車橋廠技術開發科刀具工程師。
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