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机械工业的奠基(二)•原始平板1

2018-11-08 21:45 494

送走林汉隆已经是两三个小时之后。等待归化民工人吃过午饭之后,袁好问指挥每个钳工学员从库房领来三块一尺见方、三厘米厚的铸铁平板——虽然叫平板,可这铁板只有一面是平的,另一面是四个支脚和米字型的加强筋,显然是旧时空常见的小型铸铁平板的再现。说起这些平板,他们历史可就悠久了。

早在临高第一个铸造车间还在筹建的时候,袁好问便找到展无涯,要求每次将炉内剩余的铸铁统统铸成这样的小型平板,展无涯自然知道这些平板的用处,也就下了行政命令,号称“百忙之中的一步闲棋”。后来铸炮时也如法炮制。得益于临高工业的粗放,归化民总是害怕铸铁备料不足,于是临高各种尺寸的平板积累了上万个。等到这些平板堆满了铸造厂户外的空地的时候,展无涯又在袁好问的鼓动下将平板改成了方箱和平尺。后来每次炮管进行人工热时效处理的时候,这些平板也顺便起到了减少热冲击的作用——也就是填满炉膛,盖住炮管。

库房中的平板不同于露天放置的,他们在机床培训学徒的时候作为加工件被刨光或者铣平,然后便转到机械总厂库房准备做钳工培训用。

这批钳工是元老院的第二批钳工:第一批钳工其实都是机械口元老亲自带的学徒,往往是在跟随元老工作过程中边干边学,以机修、装配为主。由于有的机械口元老本身钳工实践经验就不丰富,部分元老甚至回忆起大学金工实习的时候被小手锤支配的恐惧,因此这第一批钳工自然也就良莠不齐。于是便有了袁好问元老亲自培训的第二批钳工。

眼见学员们都领来了三块平板,袁好问让班组长拿来了这批平板的记录,朗声说到:“这批平板于两年前铸造完成,铸造完成后随机进行了人工热时效处理,之后放置又一年零六个月后进行了机加工,现在是机加工后第七个月。”袁好问扫视了一下工人们,顿了下问道“工序之间有如此长的间隔对平板的加工有利还是有害?”

片刻的沉默后,芳草地来的小刘小声地答道“有利,好像是自然时效。”

袁好问满意地点点头,“没错,确实是自然时效处理。时效处理有何作用?”

这次是彻底的沉默,小刘也摇了摇头。

“时效处理可以缓解工件的内应力,提高尺寸精度的稳定性。就如同农村使用土坯建房需要先晒干一样,铸造工件尤其需要时效处理消除可能的变形。”袁好问看了看似懂非懂的规划民们,心想:只能从实践带动你们的认识了。

“大家看这些平板平不平呀?”袁好问笑着转移了话题。

“很平”归化民们异口同声地回答。

“跟车间的大理石平台比如何?”

“除了有刀纹之外,一样平。”这次只有芳草地来的小刘答道。

袁好问笑了笑,对大家说“平不平,我们光用眼睛看、用手摸是不能完全看出来的,要通过某种方法来检测!”

袁好问顿了顿,“这种检测的方法就是显点!”

说着,袁好问走到了工作台前,指着工作台上的一个红色的小桶说:“这桶里像红颜料的东西叫红丹显示剂,是用来检查零件贴合情况的工具。”

一边说,一边用小桶上的抹布在平板上均匀地涂抹了薄薄地一层红丹,又拿起另一块平板说:“如果这两块平板非常平,我们把另一块平板贴合上去,会怎么样?”

一边说着,一边把另一块平板翻了个面贴到刚涂了红丹的平板上去,还用手来回研磨了几下。

“两块平板都会变红。”几位归化民颇有信心地说。

“对,如果很平的话,两块平板应该都会变红,而且是均匀地变红。如果红的不均匀,便是平板不平。”袁好问眉飞色舞地说,“那我们现在来看看这些平板到底平不平。”

说着将平板揭开给大家看。

只见上方的平板上,只有一些条带状的边边角角沾上了些许红色,而在板子的中央只有一片空白;下方的平板上大部分地方颜色如初,而在对应的边边角角上的红色稍微变浅,显露出一点浅色的划痕。

“大家看,那些所谓的平板并不是那样的平。”袁好问略带得意地说道,“机械加工的机床会由于磨损等等诸多原因产生误,加工后的零件也会由于应力的释放而产生些许变形,这些都构成了平板不平的原因。下面我就来教大家怎样获得非常平整的平板。”

说着,袁好问从拿出了三块早已准备好的小平板零件,又拿出一把挺刮刀传递给大家看,说道:“将平板整平的办法,就是用刮刀将平板上凸起的部分刮去,就可以得到平整的平面了。”

说着,他拿起粉笔,在三块平板侧面分别标上了1、2、3三个数字,然后按照刚才的样子将1、2两块小平板,涂色,显点。

“大家看,现在两块平板上的高的地方就都显示出来了。我们现在将两块板上的高的地方分别刮去,然后再进行一次显点。”然后他将,2号平板夹在台虎钳上,开始用刮刀将每个红色的区域刮去,“大家注意我腰部的用力要领,刚开始刮的时候可以多用一些力,刮掉的部分多一些,刮刀与平面约成25到30度角。”

一边说着便把2号平板上的红色部分全部刮去了,又开始刮削一号平板:“1号平板原本涂了红单,高的地方与2号平板相接触,颜色变得比较浅,所以这块平板我们要刮去颜色亮地方。”袁好问,此时让另外几位学员来尝试了一下刮削,并指导了他们的动作要领。

“现在再做一次显色,要注意对比这一次与上一次的差别。”说着,说着,袁好问让小刘对两块平板进行了一次显色,“大家看,这一次两块平板的接触得是不是比刚才要更多?”

袁好问显出了一点欢喜的神色,“这个刮削显色的步骤叫对刮,能让工件表面接触的更好。”

说完,袁好问让几位学员分别操作,将一号板,2号板对刮了三次,自己在一边指导纠正。

“大家现在再看,两块平板的接触状况已经比较好了,”只见两块平板红色底色上星罗棋布地分布着一些亮点,“注意研磨时候的声音也变得更低沉了,显色的时候的阻力也变得更大了。现在我们要以1号平板为基准刮削3号平板,谁想来操作一下?”

话刚说完,有好几个学员已经举起了手,袁好问挑了几个没有操作过的学员,让他们来操作,“注意,用1号平板为基准刮削3号平板,意思就是只刮削3号平板而不刮1号平板!”

不一会儿工夫,3号平板上也显示出来星罗棋布的亮点。“现在一号平板分别于2号平板和3号平板相贴合,也就意味着2号平板、3号平板都能与1号配合,”然后问顿了顿留出一点思考的时间,“现在用2号3号平板对刮,就可以大大减小两块平板的平面度误差。”

说完便开始让学员动手操作。不一会儿对刮完成,袁好问继续问大家:“现在应该怎样操作?”

芳草地的小刘眼神忽然闪过一股亮光,“2号平板与3号平板分别复制了一号平板的起伏情况,通过2号与3号平板对刮而减少了这一起伏,现在应该做的应该是其中某一块平板为基准来刮一号平板,等到刮削完成再用另一块平板与1号块平板对刮来平差。”

“没错,你说的很对!”然后问,兴高采烈的说:“现在你再重复一遍给大家听,让大家想一想其中的道理。”

“不断循环上面的过程,就是制造原始平板的‘三刮法‘,这种方法的基本原则,是通过刮削制备两块起伏情况相似的平板,再通过对刮两块起伏情况相似的平板来达到平差的目的。现在大家互相讨论三分钟,然后有问题向我提问。”

说完,大家闹哄哄讨论起来,“这平板还有这么多讲究?”

“难道首长们的机器都是这样刮出来的?”

“刮到什么时候才是个头呀?”

“刮到两块板都一样红为止呗。”……答疑很快,袁好问发给每个人一块中间有25mm×25mm小洞的铁皮,告诉大家,什么时候三块板随意对研之后,格子眼里都有25个以上接触点,这原始平板就算造成了。

最后,袁好问从屋里拿出来一大张刮削注意事项,让他们一起读了两遍,叮嘱他们有问题就交流,没有结果随时找他之后,就要求他们各自独立刮削自己的三块平板去了。

在车间里嘶嘶的刮削声中,袁好问回到了办公室,从文件柜里拿出《管控物资分类目录》,翻到最后的拼音索引看了一会儿,又拿出了一份《一级管控物资申请表》,龙飞凤舞地填了起来。填好申请表,袁好问从保险柜中拿出《中级钳工》这本书翻看了起来,首先,然后问再次研读了一遍大型平板的刮削这一节,于是又填了几张申请表;袁好问对着书页发起了呆:

旧时空的工量夹具甚至成套设备虽然带来了不少,但都要面对消耗和折旧的问题,因此,长期来看,所有的设备都要实现自力更生,否则的话,临高的工业技术水平会随着高精设备的老化和消耗而逐渐停滞、甚至下降。但是设备带的再多也没法带得齐全:毕竟旧时空的通用机床有十几种,专用机床有上百种,某些大型机床安排的重要就有几十吨,甚至上百吨。所以来的时候只带了,只带了通用机床,和最高精度的磨床,和数控机床;而其他各种机床都要立足于自行生产。现在虽然土法上马搞出了一些土刨床,但精度实在惨不忍睹。这也是袁好问亲自培训这批钳工的原因之一。

工具和量具虽然带了足够多的备货,光是钳工用的手锯条干脆就带了五百公斤、机加工用的硬质合金刀头更是论吨地带,游标卡尺带了几千个,,各种能买到最高精度的计量设备也各有五六台,但这些都只能应一时之需,长期来看都要逐渐地实现自产。最理想的方式就是使用这些工具量具自产设备,努力在相关的设备完全丧失精度和功能的时候,自产设备达到报废物资的精度和技术水平。比如说临高的钢铁厂已经能用坩埚冶炼碳素工具钢了,已经有T10、T12两种,那么第一批临高自产的锉刀和钢锯条会很快生产出来的。到时候让归化民装配的时候再也不用担心锉刀不够用了。

于是袁好问又从《大型平板工艺单》上划去了几项高精度光学检测设备,这自然也导致了刮削工作量的增加,不过,锻炼队伍嘛。“看来晚上还得给林汉隆修机器去。”袁好问苦笑一声,继续修订工艺。

两小时之后,袁好问最后看了一遍《大型平板工艺单》,于是又把《中级钳工》里面平板刮削的章节复习一下,着重关注平板刮削中容易出现的问题和应对措施,然后便走到车间里查看工人的工作情况。

“循环几遍啦?”袁好问看着满头大汗的工人问道.

“……应该有三遍了吧。”工人的语气有点闪烁。

“所以人注意!”袁好问拍了拍手,朗声说道:“大家一定记得把每个步骤记下来,写在纸上,用拼音写也可以!只有写下来才可以方便以后的加工步骤……”

叮嘱完,袁好问开始逐一检查每个人的平板:“两次刮削的方向不能相同,要有60度以上夹角!”、“显点的时候最多错开工件的五分之一,否则会有假点,你看你这块板边上就是假接触点……”

看完一圈,袁好问心里有了数,觉得这批平板明天下班的时候就能加工好了,到时候检验一下质量,能达到000级的就让他们跟着自己以后加工量具,达到00级的去干机床厂,0级就去一般机械厂好了,其他的嘛,一律用铁板喂到能批量出0级平板,反正临高的平板毛坯有上万个……一边想着,一边回办公室签了出库单,拿着叫库管员去准备桥形平尺坯件去了。

所谓平尺其实就是有长而窄的平面的量具,并不是量长度的尺子。平尺分两种,分别是平行平尺和桥型平尺;平行平尺,请示公司钢轨,两个工作面严格平行;而桥型平尺就像一座弓形的拱桥,是为了防止工作面变形而做的拱形。平尺常被用做直线基准检测和校正机床导轨,其重要性可以说是不言而喻的。通过原始平板让这批钳工学徒掌握了刮削的方法,做出了平面基准;下一步自然是让他们刮削平尺,做出较长的直线基准;有了这样的基准就可以在不动用管控物资的情况下制作大型原始平面了。

第二天快下班的时候,袁好问让所有的钳工每人选出自己最满意的一块平板,自己亲自检验。

检验的过程很简单,首先让钳工两两组合对研,看接触点的分布均匀程度和密度;然后袁好问取出刀口直尺光隙法检查平面的起伏;最后用对比样块确定表面粗糙度就结束了。颇令袁好问吃惊的是,所有的工人竟然没有一个加工出了000级精度的平板,能达到级00精度的也只有芳草地的小刘,少部分能达到0级精度,剩下的都是一级,单也没有低于1级精度的了。然后很快速回忆了书上讲的刮削问题产生的原因及应对方法,开始了总结讲话:

“我们总体上是成功的,所有人都加工出来一级精度及以上的平板!”袁好问还是比较高兴的,“但是我们没有一个人加工出来,达到最高精度等级,000级精度要求的平板!”然后问扫视一眼大家,顿了顿:“现在我跟大家一起分析原因,请大家把精刮用的刮刀都拿来。”

因为这批钳工学徒的身高差距比较大,所以这批刮刀其实是按照每个人的身高设计,然后由他们自己进行锯锉焊加工而成的,算是之前钳工培训中的一个小作品。这种刮刀的刀头可以拆卸更换,使用螺丝固定。而刀头则是企划院特批使用车辆上报废的弹簧钢减震片,切割淬火刃磨制成的。可毕竟进行淬火工艺的元老是二把刀,不知道什么原因,刀头脆性稍微有点大,扫视一圈发现,精刮刀有1/3崩刃;至于粗刮刀,崩刃的比例则占到1/2。

“来,大家对比一下,这两把刀的刀刃有什么不同?”钳工学徒们围在一起,把两把刀传过来翻来翻去的看,又讨论了一会儿才说,“这两把刀,一把刀刃完整,另一把刀刃上有少许缺口。”芳草地的小刘代表大家做了总结。

“那么请大家再看,用这两把刀加工出来的平板,看看有什么差别呢?是不是有缺口的刀加工出来的,不如没有缺口的刀加工出来的好呢?”袁好问谆谆善诱地引导大家观察:“大家要永远记住,刀具永远是金属切削的关键,大家要时刻保持刀具锋利完整,一旦出现刃口磨损,崩刃的情况,一定要及时的处理!下面我就教大家怎样处理这些问题。”

一边说着,袁好问拿起一把崩刃的刮刀,走到砂轮机面前,开始一边讲解磨刀要领一边磨去崩刃的部位。在砂轮上磨完后,又拿到油石上继续将刃口打磨光滑:“大家一定要注意,刃磨刀具的时候不要改变,刀刃口的形状和角度,不同的角度和形状的刀,对于切削有不同的作用,大家可以仔细观察粗刮刀和精刮刀有什么不同。”

“刀具的几何形状,最重要的是前角和后角;此外,切削速度、切削量、工件和刀具的材料,都对切削有不同程度的影响。”袁好问没有就这个话题展开很多,只是告诉大家要注意刀具,便让大家修磨刀具,打扫车间下班了。

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