主管刀具的一线操作工——王宏建
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发现王宏建是因为一篇关于他的劳模报道。
王宏建是锦州东北电子技术研究所机加工车间的数控铣加工班班长。他的事迹在互联网上广泛传播,报道中介绍他带领班组同事经过技术革新,提高加工效率,节约刀具使用成本的事迹。
这只是他工作中的一个方面,因为他的出色表现,去年,他被评为“辽宁省知识型职工先进个人”,获得了辽宁省“五一劳动”奖章。今年五一前,他被评为“锦州市特等劳动模范”,最近,又荣获国务院颁发的“中央企业知识型职工称号”。
在随后的交谈中记者得知,在王宏建工作的数控机加工车间里,他除了从事具体的机床加工,也负责该车间的刀具管理,于是便有了这次面对面的采访。
王宏建是典型的东北人,非常直爽、实在。关于自己评上劳模的事,王宏建讲得不多,用他的话说,“没有什么惊心动魄的,是日积月累的结果,同事们都是这么做的。”而一谈起他具体的工作,他的话就明显多了起来。
1个半小时采访中,王宏建给我的最深刻印象是,他是一个头脑敏捷,经验丰富的年轻技术骨干。
30多岁的王宏建已有16年的机加工经验。1990年,不到18岁的王宏建从技校毕业,进入了现在的工作单位。先是在普通铣床上干了8年,1998年,国家对研究所投入了技改资金,研究所从国外引进了多台先进的数控加工设备,成立数控车间,王宏建以优异的成绩通过考试进入该车间,并一直担任精密铣加工组组长,到今年,正好又是一个8年。

接手刀具管理

王宏建全面接手刀具管理工作是在2004年以后,主要负责刀具的选型、一年两次的采购计划制订和管理,加工方案的选择、改进等。
之所以能挑起这一重任,王宏建认为,这是因为在工作中不断学习,积累了不少加工经验。
“作为一名班长,工作中的各种问题我都要主动了解,这促使我更多地学习。同时,在研究所工作是很好的学习机会。”王宏建说,“因为是军工系统,车间里的九台数控加工中心在国际上都属于中高档,并且大多采购自不同厂家,各个公司的机床结构不一样,所配的数控系统也不一样,因此,在这里也有很好的机会和持续的兴趣去广泛学习。”
“接手刀具工作后,我在选购上做了很多改型,车间的刀具成本下了一个台阶。我想,我的优势在于我是一线使用者,比以前的同志有更多的第一手资料,能够从平时的使用中总结经验,及时获得信息,并根据具体情况做一些改进。”王宏建说。
平时工作中,王宏建喜欢琢磨。和所有其它企业的刀具管理人员一样,如何提高加工效率,降低刀具使用成本,是他在刀具管理上考虑的主要问题。
“我们车间规模不大,主要有精密车加工组和精密铣加工组两个班组,九台加工中心,但对加工精度和效率的要求高。首先就是要选好刀具。”
“加工效率和所选用的的刀具有很大关系。通常,要提高效率就要提高切削参数等,这就会影响到刀具寿命,因此对刀具本身有很高要求。“王宏建说,“在铣加工中心上我们选用了许多刀具。一般是先由刀具商初步为我们选择,我再通过试切来最后决定。”
“除了选择合适的切削参数外,刀具角度也是需要好好研究的。要考虑所选用的刀具角度是否合理,道具材质等因素,争取在切削效率和刀具寿命中达到平衡。”
“切削参数的选择,主要还是要根据具体情况。现在刀具商都会提供相应的切削参数,但是仅靠这些并不能满足我们的具体加工要求。”车间里使用的基本上都是国外刀具,王宏建发现,按照厂家提供的参数进行加工,效果并不是很理想,不能很好地控制刀具成本。“还是要根据具体情况,选择最适合自己的加工要求的。”王宏建说。
关于切削参数的问题,他也和刀具厂商的技术人员探讨过。“可能是中国人的成本管理思路与外国人不一样吧,”王宏建说,“比如,一把2000块钱的整体硬质合金立铣刀,对国内用户来讲,成本是很昂贵的。对国外用户来说则很平常。在使用这把刀具的时候,国外用户可能为了提高效率,一把刀的寿命很快消耗掉,但是由于生产的产品附加值高,算起来,刀具的性价比很高;但是在国内,产品的附加值没有那么高,如果加工了几件产品就用完了这把刀的寿命,可能产品的利润还不够收回刀具成本。”一直在一线从事具体加工作业,王宏建谈起技术问题来,特别形象生动。
“因此,与国外相比,我们提高效率还是应该在节约成本的前提下进行,在加工的时候,为了延长刀具使用寿命,所选择的加工参数要比其推荐的低一些。”王宏建说。到底用多少合适呢?经过反复的摸索,王宏建总结出自己的经验:“对技术资料上给的参数,大概取其60%~70%,在国内,用这样的切削参数加工,取得的性价比是比较合适的。当然,具体用什么参数还需要在实际加工中进一步确定。”
“提高效率,还有很多别的办法。”为了既保证刀具使用寿命,又能提高加工效率,王宏建进行了多方面的尝试,通过自己设计组合夹具,自己独立编程等方式,王宏建和他的工友们从方方面面尝试了提高加工效率的方法,也因此收到了更明显地效果。“编程的过程也是安排工艺的过程,如果程序不合理,刀具做了很多无用功,效率上不来,刀具磨损得也更多。合理地编程能够更合理地安排工艺。”

攻关钛合金加工

“我们生产的产品的特点是每批产品的量不是很大,但种类多样,也会经常遇到各种各样的问题。”王宏建说。
“我们的加工材料包括铝合金加工,以及钛合金和不锈钢等难加工材料的加工等。目前铝合金加工是我们的强项,而在钛合金这样的难加工材料上,遇到的加工难题要更多一些。”
钛合金热稳定性好,比强度最高,目前主要应用于航空航天领域,在机械行业被称为“黄金构件”。虽然并不属于超硬材料,但是由于钛合金的加工缺陷,是行业里公认的难加工材料,且价格昂贵。
“我们的钛合金加工是从2000年前后开始的。”王宏建介绍,“一次,研究所承担国家某重点研究课题,时间进度要求特别紧,其所用部件都是由钛合金组成。”那时,只有俄罗斯、美国、德国和日本等4个国家掌握了钛合金的加工技术,而我国的钛合金加工技术正处于刚刚引进和消化吸收阶段,没有任何前人经验和历史资料可以借鉴。
“当时,由于俄罗斯的加工方案是在普通机床上用专用模具和卡具来加工,按照他们的加工方法,存在着效率低、精度低、劳动强度大等缺点,不能满足我们要求,我们采用在数控加工中心上进行加工。第一步是要把它加工出来,然后才是怎么提高效率,保质保量。”当时的时间比较紧,经常加班加点,王宏建和工友常常是天天工作到晚上十点多。
王宏建介绍,“在选用刀具上,每个公司都有提供针对钛合金加工的刀具,但是每个公司的产品也不一样。在我查阅的大量国内资料中,钛合金加工往往都是采用钴高速钢刀具而不是硬质合金刀具,高速钢刀具的加工效率比硬质合金刀具要低得多。”
“为了满足供货期的要求,我们放弃了钴高速钢刀具,但是国内目前的资料主要集中在这个领域。经过与很多刀具商的技术专家反复探讨,我采用了肯纳的一种硬质合金刀具。该刀具适合加工钛合金,但并不能保证具体可达到什么样的切削效果。”
王宏建介绍,“钛合金加工存在导热系数低,加工表面二次硬化严重,不易排屑,切削热高,对刀具的磨损相当严重,这一点和不锈钢比较相似。不锈钢也不属于超硬材料,但是加工它往往感觉到刀具磨损特别快,有时比超硬材料还要磨损得厉害。”
王宏建借鉴刀具厂家提供的参数,根据平时积累的经验,他和工友经过摸索尝试,研究制订了最恰当的切削参数;经过多次试验,配制出最佳比例的冷却液;还根据零件加工的特点,设计出一套组合夹具。第一批合格的钛合金零件加工出来了,同时,也极大地提高了钛合金加工的效率。

用心思考、用心积累

王宏建说,他所积累的经验,更多的来自自学。“最开始接触数控加工是厂家的简单培训,学的是最基本的操作,深层次的内容都是后来自学、摸索、总结。在实践中边做边学,这个过程中提高很快。”
在王宏建看来,刀具应用的具体过程中会遇到很多问题,平时靠悟性,更多的时候靠积累,用心地积累。
“每个单位有自己的加工方法,可以借鉴,但不可以完全照搬。有些难题,完全采用别人的方式做不了。你用你的方法干得很好,我借过来接着用,又会出现我的问题。问题在哪?有些人找不出来。其实,往往还是没太深入去思考,因为具体的加工作业还是有差异。”王宏建很仔细地解释着,看得出,他非常强调要用自己的心去思考。
“学习他人的方法肯定有用,但是无论最后做什么都是有自己特点的。做我们这行,必须得用脑子去琢磨。借鉴别人的方法,主要是寻找一种启发。”他接着说。
“有时把我们加工的一个产品拿给别人看,别人很难想象这是怎么加工出来的。其实说白了也就是一个很简单的加工过程。一开始,我们也加工不出来,找了很多厂家,没有直接得到可以用的方法。后来终于一点一点地把它琢磨出来了。做出来后,告诉别人,也就是一句话的工夫。”王宏建说,“有时,技术上的东西说白了就是一层窗户纸,我告诉你,你马上就明白了,我不告诉你,可能很长时间都看不透,但实际上相当简单巧妙。而真正难的是从无到有把它琢磨出来的这个过程。”
王宏建还强调,实践和理论都非常重要。“以前我觉得在车间里,具体使用过程中,经验要比课本实用得多。刚毕业那阵,觉得在技校学的东西到了车间用不上,后来发现,学的知识对后来技术的提高有很大帮助,完全靠经验也是不够的。理论要和实践结合起来,在相互配合中得到提高,我的切身经历就是很好的证明。”王宏建感慨。
“现在在加工中遇到问题我还是再回来看书,经过反复思考再去尝试。经验是在工作中、逐步吸纳新知中形成的。”通过这些年,王宏建已经有相当丰富的经验积累,他感到,现在想再往上提高一步,需要付出的努力更多。“有些新东西,不去接触,永远也了解不到。我希望有更多的机会去接触行业里最新的、最前沿的东西。”他说。
王宏建已经有8年的数控铣加工经验,在他看来,加工中心要和组合夹具一起使用,才能更大地提高效率。
有一次,在车间接到的一项生产任务中,某种产品零件的加工严重困扰了整个生产进度。这批零件加工量大、加工精度要求高、生产周期长、加工工序多,而且合同周期短。
以前的生产工艺需要粗刨外形-车切断-精铣外形及各部尺寸-切槽-钳工倒角去毛刺等多道工序。这些道工序下来之后,生产10000件产品,需要车间所有班组40多人同时参与。在加班加点的情况下,也得需要70多天才能完成任务。以前遇到这种情况,往往是通过拼体力、拼设备、抢时间来保证进度,并且还存在加工效率低,劳动强度大,质量不稳定的弊端。
根据数控加工中心的性能特点,王宏建通过对现有的组合虎钳进行改进,使零件由单件加工变为多件同时加工,使以前多步完成的工序,变成一次性装夹后同时完成所有工序。改革加工方法后,同数量的零件一人只需25天就可能完成任务了。经过这次技术革新,此项产品质量100%交验合格,节约工时3000余小时,提高效率几十倍。
具体的改进如下:使用MAHAO-80P加工中心,卧轴加工,在组合虎钳上并列若干零件毛坯料,毛坯之间用垫铁隔开,垫铁厚度大于刀具直径一些,毛坯长于钳口约4~5件的长度,长度约100。第一把面铣刀铣所有毛坯面,第二把钻头钻所有M15的孔,第三把(D20)立铣刀加工25×25四面和30×30四面,同时加工D20台阶孔,第四把倒角刀倒外形0.5×45°倒角,第五把刀切槽,第六把锯片刀切断20mm长。原点调用-20.5进入下一个加工循环。如此循环调用完成加工。
本文作者:徐俊霞
原载:机电商报专刊《金属切削》2006年10月号
上载于:2006-11-17 9:01:14

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