工匠速写
数控铣床车间里,一身蓝色工装的刘永弟正站在铣床的操作屏前,只见他娴熟地输入一串指令后,铣床开始运转起来。对刘永弟而言,这台铣床已经不仅仅是一台生产设备,更是他技术创新、展示自我的舞台。
刘永弟脸庞白净,看上去更像是一位老师。工作22年来,他始终严格要求自己。别人加工的是合格品,他就要做到精品,经过他加工的零件已达到上千种,即使精度只有0.01mm,他加工的零件合格率也达到了100%。22年不懈努力,他取得多项技术创新成果,实现了自己“精密、精湛、精心、精确”的人生追求。
勤学苦练 技术大咖终养成
“什么是‘制’?什么是‘智’?这两个读音相同的字,差别可大多了。”在接受采访时,记者还没有发问,刘永弟却先抛出了问题。“中国是制造大国,而我们要发挥自身的技术优势,开展以‘智’换‘制’的自动化生产方式改造,才能提高加工效率,改善加工质量。”
工作22年,刘永弟已经从最初的中专毕业生成长为企业的生产骨干,但是,“爱琢磨”的劲头却一点没减。
在刘永弟的记忆里,一直有这样一幅画面:一个满脸青涩的青年、几台崭新的西班牙数控机床、一张新产品的图纸。
那时,刘永弟参加工作不久,而太行机械工业有限公司数控车间也刚刚成立。车间购买了十几台西班牙数控设备,一溜簇新的设备刚摆放好,订单就来了。第一次拿到新产品的订单,让刘永弟兴奋不已,然而冷静下来之后,他却不得不开始思索活儿应该怎么做。
这个新产品的图纸只有一张,编程、定制工艺、甚至操作都得刘永弟自己完成。“经常干加工的都知道,这种工件的材料特别贵,一小块就要数千元,所以,对数控编程的要求特别高。”刘永弟说,一旦编程出现问题,导致加工过程中出现瑕疵的话,整个工件就废了。那段时间,车间里总能看到他站在铣床前冥思苦想的身影,而正是凭借这种拼劲,很快就编制出产品工艺,并试验加工成功。
为了适应工作需要,刘永弟利用多种渠道学习相关知识。他一方面积极参加公司组织的CAXA系列软件等培训,另一方面利用业余时间自学PRO/E、UG、CAD、CAM等软件。一个只有中专学历的人学软件,其中的难度可想而知。可他丝毫不以为意,从“二指禅”开始。那时,电脑还远不如现在普及,公司只有一台电脑,为了挤出学习时间,别人休息时,他抱着参考书坐在电脑旁;为了回家也能练习,他自己花了4000多元攒了一个台式机,而那时,他每月工资还不到600元。
就这样,刘永弟边工作边学习,一方面学到的新知识能够学以致用,另一方面又通过实地操作加深理解、触类旁通,他的技术水平和实战能力得到了极大的提高,这些使他始终走在数控加工领域的技术前沿。
22年来,公司的军品从陆装扩展到陆航、防化,民品更是延伸到航空、船舶、铁路等多个领域,伴随着公司的发展,刘永弟每年试制加工的产品种类越来越多,现在每年试制的新产品多达近百种,他的加工经验、加工能力和心理素质,也随之逐渐积累、日益提高。22年的不懈努力,让一个中专毕业生成长为一位数控铣床加工的专家。
迎难而上 屡屡创新增效益
“一条条巨龙翻山越岭,为雪域高原送来安康……”歌手韩红的一曲《天路》,唱出了青藏铁路的雄浑高阔与壮美。
作为连接青海省西宁市至西藏自治区拉萨市的国铁Ⅰ级铁路,青藏铁路是我国新世纪四大工程之一,是通往西藏腹地的第一条铁路,也是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。青藏铁路列车在行驶过程中,所跨海拔落差巨大,对制动系统零部件的技术要求极高。而青藏铁路列车特有的制动系统,其主要零部件——盘毂就是由刘永弟负责试制的。
事实上,从2005年开始,刘永弟开始从事民品的试制,其中就包括高铁制动系统零部件。“高铁动车组的速度那么快,如果制动系统出现问题,那乘客的安全还怎么保障?”所以,刘永弟丝毫不敢马虎,“曾经有一个制动系统的零部件,只有鼓风机那么大,不同部位的尺寸却有150多个,误差不能超过0.05毫米。”
对于刘永弟来说,盘毂的试制曾经让他非常头疼。盘毂的材料贵而且沉,还有好多零部件跟它连在一起,这些都增加了加工难度。
第一次试制时,刘永弟像往常一样操作。令他没有想到的是,做出来的实物跟图纸的位置度超差。众人找不到问题的所在,一筹莫展。
刘永弟先后校准了机床的精度、把原来铝合金的夹具更换成钢制的,但是误差依然存在。最后,他把怀疑的目光投向了刀具。刘永弟告诉记者,通常,刀具的材质是硬质合金的,刀柄特别长,严重超出了工件的长度,在进行连续切削时,铣刀容易发生震颤现象,这样,就会造成加工孔的表面粗糙度较差,进而影响其位置度。
找到影响工具的真正因素后,刘永弟马上开始着手进行改进。他先后试验了不同规格的刀具后制定了新的方案——把原来的整体刀柄改成分体式的,减少了刀柄的长度,终于解决了加工时刀具震颤的现象。
2006年,公司承担了舰艇上的一种板型框架类零件的制作,这种零件非常薄,加工后特别容易变形,非常让人头疼。
俗话说,“车工怕车杆,铣工怕铣板”,这种零件主要是铝合金材质,本身就比较软,再加上这种零件的成品只有5-6毫米厚,这些都增加了加工难度。关键时刻,刘永弟挑起了“克服变形问题”的重担。
经过反复试验,刘永弟发现,这种零件在加工时是用虎钳固定在铣床表面,夹劲过大是导致加工变形的主要原因,于是,刘永弟调整了虎钳,让其夹的松一点,同时加快铣削的速度,这样操作确实在一定程度上减少了变形,但还是无法彻底解决变形的问题。此后,他还试过用502胶粘,但是,胶如果涂抹不均匀,就会影响表面的平整度,即便是涂抹均匀了,粘在工件背面的胶也不好祛除,还会腐蚀零件表面,这种方法也以失败而告终。
那段时间,刘永弟满脑子想的都是这件事,有时夜里睡不着觉就会爬起来研究图纸。
有一次,他又在研究图纸时发现,这种薄壁零件一般都是作为壳体使用,上面都有螺纹孔,这让他灵光一闪,以往用虎钳夹紧会给毛坯料一个向中间的力,可如果依照零件本身的螺纹孔来制作工装,用螺丝自下而上的把毛坯料固定在工装上,夹紧力就变成了上下的,彻底解决了加工变形的问题。此后,该方法在全公司得到推广,每年为公司节约成本达到20万元。
此外,刘永弟还提出了“深孔钻削技术”,通过改造机床加装内冷设备,利用定制的钻孔刀具完成了齿轮箱弹性支撑工艺攻关项目,将加工时间由25分钟缩短为2分钟,为公司新增产值128万元,节创价值10.8万元。
厚积薄发 终将制造变智造
“有心”,这是所有认识刘永弟的人给出的评价。在车间里工作的时候,别人手里拿的是工具,可刘永弟除了工具,还拿着笔记本和笔。“他会随时把工作中遇到的问题或一些灵光乍现的想法记下来,等下班后拿回去慢慢研究。”刘永弟的徒弟、公司技能带头人薛连山说。
参加工作以来,刘永弟已经记满了十几个本子,也解决了不少加工难题。
加工零件使用的铣床分为三轴、四轴和五轴,其中,五轴机床每小时的加工成本比三轴和四轴要贵上100元。然而现实中,有一些零件是不需要用五轴机床才能完成加工的,能不能设计一种工装,改用四轴铣床加工呢?
“四轴铣床为什么利用不起来,因为这种铣床上安装的是三爪卡盘,调整起来特别费事,没有个把小时根本调整不好。”为了研究一种新型卡盘,刘永弟在笔记本上画了好多草图,最终,设计出一种带芯轴的回转底座,配合机床的旋转功能实现了工件的分度加工。目前这种特色加工方法已推广应用到公司几十种产品中,为公司节创价值达到80万元。
在高铁制动系统零部件的工艺攻关过程中,有多种规格的椎管螺纹,而且是国外标准的全螺纹形式,这和普通螺纹的加工形式区别很大。普通加工方法是采用丝锥攻丝,不但效率低,加工后的表面质量也不好。刘永弟从改变加工思路、采用新型刀具、优化技术工艺等方面进行了工艺攻关,“全螺纹铣削加工方法”特色操作法由此而诞生,这一项工艺改进为公司每年新增产值50万元。
一枝独秀不是春。如今,刘永弟已经成长为“靳小海创新工作室”负责人,对于自己的徒弟和工作室的其他工友,他从来都毫无保留。近年来,刘永弟累计授课300课时,培训1200人次。以导师带徒形式,签订师徒协议,明确培养目标及培训任务,四年内共培养了12位青年员工。“师傅会为我们每个人制定详细的培训计划,通过现场指导与理论培训相结合的方法,在螺纹铣削、四轴加工、宏程序编制等方面进行重点讲解。”薛连山直言受益匪浅,“师傅还采取分段培养、定量考核的教学方法,如今很多人都成长为公司的技能骨干,我也已经成为河北省突出贡献技师。”
刘永弟坦言,随着新一代信息技术与制造业的不断融合,随着公司生产模式向数字化转型的不断推进,在实现“中国智造”的道路上必然会面临各种挑战,“我和我的同事们不会退缩,而是信心百倍地续写着数控新篇章。”
(原载于2019年4月27日《河北工人报》第8版 河北工人报记者李华 哈欣)
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