定位装置、回转体零件任何位置一种加工螺纹的编
程创新方法
发明人:卫建平
过去,工人师傅们在机床加工时,常常被一些不对称零件、异形零件、特殊零件的定位问题所困扰,比如半体类,尤其是结构不对称的零件大批量生产时,通常的加工方法是将两个半体点焊成一个整体,在车床上利用单动卡盘装夹,严格按结合面找正,再对孔进行加工,加工完成后,再用砂轮将焊点磨掉,拆开两半体。这种加工方法存在着以下问题:装夹找正费时、费力,对操作者要求高,不适合大批量生产;受点焊工序影响较大;不易保证焊接结合面的间隙尺寸;易产生废品。
再比如轴承座类的零件,通常的加工方法是在卧式镗床、卧式加工中心上加工,但对于连铸机扇形段框架上的轴承座来说,其特点是孔壁较薄,不便于装夹,如果采用常规方法在卧式镗床、卧式加工中心上加工,加工成本高,且孔的加工精度控制非常难,加工中会出现大量的废品。
而如今,师傅们不会再被这个问题难住了。北京首钢机电有限公司副总工程师卫建平发明了半体类零件中心快速定位装置、薄壁轴承座孔加工定位装置、回转体零件任何位置一种加工螺纹的编程创新方法三项实用新型专利技术,很好地解决了这些难题。
北京市数控行业的领军人卫建平最早是一个普通操作工。1984年技校毕业后,他来到首钢从事钳工工作,平时爱岗敬业、潜心学习。1988年,首钢机械厂购进了第一台数控车床,由于卫建平平时爱学习、爱钻研,被选中成为数控操作工。为了攻克一直靠高价引进,几何形状复杂的高炉封口外套,他对照手册自学编程序,可由于那时模块内存小,只能存5000个字符,只能清零后再接着编。经过三天三夜的连续工作,他终于攻下了连“老八级”车工都没有干成的难活。
从此,卫建平在数控技术方面有了新的钻研目标,1989年,他考上了北京科技大学机械设计与制造专业,四年半工半读的学习中,他没有缺过一次课,以全优的成绩取得了大学本科毕业证书和工学学士学位。操作数控机床离不开编程,为了跨过这道“坎”,他又报名考上了首钢职工业余大学计算机与应用大专班。为了多学多练,他又在1994年不惜花费仅有的一万元积蓄,还借了两千多元,买了一台当时最先进的386计算机,编出了几个堪称“绝招”的小程序,这些小程序至今还在沿用。经过又一个四年的风雨兼程,他的数控知识更加全面,为企业解决了数不清的加工难题。(www.xing528.com)
作为一名共产党员,卫建平在国有企业十多年改组改制岁月中,始终坚守信念,多次谢绝高薪聘请,与企业共患难、同甘苦,义无反顾地担当起了用现代信息技术改造传统制造业的重任。2005年以来,他以研究高效加工新型刀具的应用为突破口,潜心钻研特殊材质下数控机床应用要素的匹配和程序优化,创造了一系列小切深大进给的全新加工技术,改变了传统加工方式,使生产效率成倍提高,全厂40多台数控机床的加工效率普遍提高10%,主要产品的加工效率甚至提高了20%以上,由此而引发的“刀尖革命”使生产记录不断刷新,企业效益成倍增长。国外装备制造业巨头闻讯竞相与他们洽谈合作,企业在激烈的市场竞争中重新焕发了生机。
为了适应产品结构调整,加快发展方式的根本转变,卫建平把目光锁定在生产流程方式的变革上,把现代信息技术,特别是计算机软件技术与数控技术相结合,实现了由量变到质变的转折,使连铸机核心部件扇形段框架的加工效率不到一年就追上了国内专业厂家,产能效率达到国内顶尖专业制造厂家的水平。由于加工技术创新和精度等级提高,产品合格率由69%上升到99%;仅加工机具一年就节约资金超过200万元,多创利近500万元,产能提升了近10倍,为企业带来3000万元以上的综合经济效益。
半体类零件中心快速定位装置的特点是结构简单,对半体类零件的加工能够达到装夹快速、定位准确、省时、省力,且加工出的零件质量可靠,一致性好,效率高,一般技术水平的操作工都能快速掌握、运用。应用半体类零件中心快速定位装置大批量加工半体类零件时,使产品的精度和生产效率大幅提高,产品合格率基本达到100%,工效提高几十倍。薄壁轴承座孔加工定位装置适用于孔壁薄、易变形的轴承座类零件的加工。通过在车床应用这套装置,将径向的装夹力改为轴向的装夹力,再对孔进行加工,加工完成后,无变形,保证了孔的精度,解决了孔壁薄、易变形的轴承座类零件中心定位复杂,不易准确加工问题。
为发挥数控机床的功能潜力,卫建平在新技术、新工艺的开发与应用等领域,不断破解技术难题,攻克技术难关,经过40多次实验完成的《在数控立车上加工无进刀槽的双线变螺距螺纹》的论文在《机械工人》(现为《金属加工》)和《现代零部件》获一等奖,还获得了2008年全国数控机床应用工艺方案征文大赛一等奖。这种创新的螺纹加工方法已在国内多家单位推广应用,现在仍是全国数控类技术比赛中用来验证选手技能水平的重要考点。
2010年初,首钢机械厂的协作单位清华同方拿来一种叫尾段外筒的工件,要求加工,并且请来了几个资深的机加工行家来参谋,最后行家们得出的结论是不具备加工条件。卫建平听说后,了解到主要难度是在直径2米的薄壁圆筒外壁加工四个向心的椭圆,按常规应该在具备五轴联动的机床上完成,但他考虑,能否在现有的三轴联动数控镗铣床用宏程序编程的方法加工呢?于是,卫建平利用周末时间,带领工作室成员加班试制,终于成功了,因此节约了30多万元的外委加工费。事实证明,创新的思维才是解决困难的有力武器。用户看到加工好的工件,不敢相信自己的眼睛,连夸“首钢人了不起”。
碎边剪的刀架部件是其核心部分,它的空间尺寸位置极其复杂,甚至在图样中都很难直白表述。过去都是外委加工,由专业厂家制作,厂家加工一件不仅需要1个月的时间,还需要高昂的外委加工费。首钢机械厂决定这个关键部件由卫建平组织攻关,他应用计算机仿真技术分析加工尺寸,控制加工路径,检查变量编程,精确调整加工刀位点坐标和最终尺寸,并对加工方法进行了系统优化,又通过实时监控,避免加工程序运行可能发生的错误。经实际操作加工,不仅加工一件只需5天时间,效率提高6倍,而且单件制造成本降低了近七万元。多年的实践积累,使卫建平成为北京市数控行业的领军人物,闻名国内的数控加工技术专家。
2009年,北京市总工会、北京市科委授予首批职工创新工作室——“卫建平工作室”正式挂牌,成为北京市机械制造行业里第一个以个人名字命名的职工创新型工作室。
点评:机床加工中,零件定位问题是工人师傅的难点、难题。卫建平发明的半体零件中心快速定位装置、薄壁轴承座孔加工定位装置、回转体零件任何位置一种加工螺纹的编程创新方法三项实用新型专利的共同特点就是围绕这些难点、难题,通过他巧妙构思的特殊装置,使得工人师傅用这些装置把各种不易固定的加工零件,牢牢地固定在机床上进行加工。这些难点、难题的解决让加工质量、数量大大提高,取得了巨大的经济效益。
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