<p class="ql-block">普通立式車床一般是用于加工圓盤形零件，可陜西壓延設備廠就不信這個邪，在立式車床上車出了非圓盤形零件。</p><p class="ql-block">下面這張照片就是記錄了在普通立式車床上加工心形凸輪的情景。</p> <p class="ql-block">記得在上世紀九十年代，我廠已與多家國外著名公司進行合作制造，產品大部分銷往國外，其中為日本石川島播磨（IHI）公司生產的鋼卷運輸裝置產品中，有24件心形凸輪制造具有一定的難度。</p><p class="ql-block">下面是與石川島播磨（IHI）公司小松先生進行技術交流的現場。</p> <p class="ql-block">心形凸輪材質為42CrMo高強度鋼，其形狀宛如心形，技術要求整體調質熱處理、凸輪外輪廓表面淬火硬度達HRc50以上，淬火深度5mm。如下圖：</p> <p class="ql-block">心形凸輪的制造難度有兩點：</p><p class="ql-block">一是凸輪的成形加工，二是凸輪的表面淬火。</p><p class="ql-block">我們分別對這兩個難點進行了技術攻關。</p><p class="ql-block">一、心形凸輪的成形加工攻關</p><p class="ql-block">心形凸輪的成形加工一般在數控銑鏜床上進行，但是陜壓廠在上世紀九十年代根本沒有數控加工機床，心形凸輪的制造只能采取外協加工的方式。</p><p class="ql-block">于是派人在陜西境內尋找有數控加工設備的廠家，渭南市陜西印刷機器廠有加工該凸輪的數控設備。</p><p class="ql-block">立即派人前往陜西印刷機器廠洽談凸輪加工事宜，談完技術相關條款后，在合同價格上遇到了難題。幾經討價還價，最終加工費用談到4萬元一件，24件凸輪光加工費就得96萬元，這還不算凸輪毛坯及后期的熱處理由我方承擔的費用，大大超出產品成本的預算，最終合同沒有談下來。</p><p class="ql-block">古有宋代皇帝趙匡胤曾被“一文錢難倒英雄漢”典故，眼前可不是區(qū)區(qū)的“一文錢”?。±щy怎能難倒陜壓人？我們決定自己攻克這道難關。世上無難事，只要肯鉆研！</p><p class="ql-block">經過反復琢磨，當時提出了一個大膽的設想，能否將一米立式車床進行改裝，用仿形的方法加工心形凸輪！</p><p class="ql-block">根據作圖模擬分析，用仿形法車削心形凸輪時，刀具的前角和后角的變化很大。</p><p class="ql-block">刀具的前角和后角如下圖所示:</p> <p class="ql-block">下面是車削心形凸輪的模擬動畫</p> <p class="ql-block">從下圖兩張圖可以看出，車削到凸輪這兩個位置時，刀具的瞬間前角和后角變化達到極限。</p> <p class="ql-block">為驗證在大正前角、大負前角情況下車削的可靠性，我們先在C62車床上進行試驗，只有試驗成功后才能放心地對車床進行改裝。</p><p class="ql-block">為保證刀具具有足夠強度，刀具材料選用韌性好硬度高的白鋼刀(W18Cr4V)。如下圖:</p> <p class="ql-block">試驗在一車間小車班進行，試驗件的材質和硬度與心形凸輪相同。</p><p class="ql-block">我們先對大正前角刀具進行切削試驗，將刀具前角修磨成+30度，大正前角使刀具顯得特別鋒利，通過試驗切削很順利，沒有出現擔心的崩刀現象。如下圖。</p> <p class="ql-block">然后對大負前角刀具進行試驗，將刀具前角修磨成-30度，大負前角刀具切削時，雖然不如大前角刀具鋒利，但還是具有一定的切削性能，也沒有出現崩刀現象。如下圖。</p> <p class="ql-block">在以上兩種極限情況下進行切削試驗時，刀具沒有損壞，大大地堅定了用仿形辦法加工凸輪的信心。</p><p class="ql-block">立式車床改裝成仿形車床方案如下圖所示：</p> <p class="ql-block">該產品冷工藝編制是技術科鍛壓組的朱保民工程師。</p><p class="ql-block">立式車床改裝設計任務交給了技術科工裝組的邢光黎工程師，她首先查閱立車資料，并下到一車間了解情況，對一米立式車床的結構及相關參數進行實地測量，然后便正式開展工裝設計工作。</p> <p class="ql-block">技術科工裝組</p> <p class="ql-block">工裝制造由廠工具車間承擔，其中仿形模板仍然安排在陜西印刷機器廠外協加工。仿形模板如下圖所示：</p> <p class="ql-block">立式車床的改裝任務由廠機電修車間和一車間機修組共同完成，改裝完的立式車床如下圖。</p> <p class="ql-block">下面是立式車床的改裝步驟：</p> <p class="ql-block">一切準備就緒，仿形加工試車即將開始，操作工人調整好刀具，啟動車床，隨著凸輪及仿形模板的旋轉，模板導向槽中的導向滾輪帶動刀架周期性地往返運動，無數雙眼睛注視著隨動的車刀，銀白色的鋼屑歡快地在刀刃下飄落，漸漸成形的凸輪勻速地轉動，用她那完美的“心形”向我們宣布：仿形車削試制成功。</p> <p class="ql-block">誠然，隨著企業(yè)的發(fā)展，現在的中冶陜壓已裝備了大量數控機床，加工這樣的凸輪只是小菜一碟，這是后話。</p> <p class="ql-block">二、心形凸輪的表面淬火熱處理攻關。</p><p class="ql-block">心形凸輪的加工難題得到完美的解決，凸輪表面淬火熱處理的難題又擺在我們面前。</p><p class="ql-block">凸輪表面淬火熱處理有兩大難點：1、心形凸輪在轉動時，凸輪外輪廓表面各點的旋轉半徑是隨時變化的。如何保證淬火感應圈與心形凸輪外輪廓表面距離始終保持一致，并與凸輪外輪廓切線方向始終保持垂直？</p><p class="ql-block">2、心形凸輪在轉動時，由于旋轉半徑的變化，凸輪外輪廓表面相對于淬火感應圈的相對運動線速度也將發(fā)生變化。如何保證淬火感應圈沿凸輪外輪廓表面的移動速度始終保持不變？</p><p class="ql-block">技術科熱處理組的何天祿工程師、熱處理車間主任牛宏堂、車間技術組高建國工程師及電工焦衛(wèi)國技師攻克了這兩大個難題。</p><p class="ql-block">心形凸輪表面淬火的工裝設計由技術科工裝組梁呈迅負責。</p> <p class="ql-block">如上圖所示：將心形凸輪、心形靠模板裝在芯軸上，一起吊裝在淬火機床卡盤上；</p><p class="ql-block">中頻淬火電源、淬火感應圈與靠輪等安裝在可隨動調節(jié)的支承架上，將靠輪與心形模板接觸，調節(jié)好淬火感應圈與心形凸輪的最佳淬火間隙。</p><p class="ql-block">當淬火機床卡盤轉動時，心形靠模板推著靠輪前后隨動，保證淬火感應圈與心形凸輪的間隙始終保持一致。</p><p class="ql-block">同時，靠輪通過傳動皮帶與調速裝置連接，對淬火機床卡盤轉動速度進行實時調節(jié)，使淬火感應圈相對于心形凸輪外輪廓表面移動的線速度始終保持一致。</p><p class="ql-block">經過首臺試制，心形凸輪表面淬火的難關終于被突破，達到淬火硬度HRc50以上深度達5mm的技術要求。</p><p class="ql-block">接著剩下的心形凸輪也順利的完成表面熱處理。</p><p class="ql-block">下面是心形凸輪進行表面淬火時的照片</p> <p class="ql-block">日本石川島播磨（IHI）公司項目經理小松先生再次來到陜壓時，對我廠用立式車床加工心形凸輪感到不可思議，出于好奇，特意要求去一車間參觀仿形加工心形凸輪的現場，來到一米立式車床前，沒有看到仿形裝置，讓小松先生感到很遺憾，我只能告訴他，凸輪加工完成后，這套仿形裝置已拆卸包裝入庫了，如果下次還有這個項目，可提前通知他前來參觀。</p> <p class="ql-block">石川島播磨總裁一行來陜西壓延設備廠</p> <p class="ql-block">在一車間門外留影</p> <p class="ql-block">2021年11月末，我再次回到陜壓廠，見到了當年參與心形凸輪制造攻關的部分同志，談到當年共同攻克難關的日日夜夜，記憶猶新，認為值得珍惜和懷念！</p> <p class="ql-block">出口合同產品的順利完成，充分反映出陜壓人的聰明才智和創(chuàng)新精！神！</p>