随着机加车间配套单元QC小组《设计RT1250 大卧加工中心机床柔性定位支承》的QC成果荣获许昌烟机公司2021年度QC成果一等奖,并顺利拿到参加中烟机械集团公司参评的入场券,柔性定位支承在机加车间“火”得一塌糊涂——太好用了。
柔性定位支承的设计制作者王学才面对赞誉却一脸淡定:“作为一名技师,提升质量和效益是工作中的题中应有之义”。
机加车间大件箱体单元有10台加工中心,大卧加工中心个头最大,它承担加工的10种墙板类零件,长与宽大都在1米到3米之间,比一张普通书桌大得多。装夹墙板类零件所用的定位元件却是小不点儿,即使在车间组夹元件中精挑细选,往往也是不称心不趁手。零件形态各异,元件用起来要么“过”——不是长就是大,和刀具“打架”,让加工受阻;要么“不及”——支承不稳不牢,使零件在加工时产生振动,影响加工质量。至于支承元件受自身尺寸和零件结构的双重制约,不能自由使用,更是一个既让人头疼不叫人无计可施的事情。
“支承元件选取真难哪!“操作工常常这样发牢骚。
“啥时候能实现支承元件自由就好了!”车间主任张建广期盼。
不经意的话语,王学才听在耳中、记在心上。
问题摆在眼前,在组夹岗位上摸爬滚打了二十多年的王学才想无动于衷都难。
作为该课题的发起人和QC小组组长,王学才最擅长运用PDCA循环工具来攻坚克难。王学才暗下决心,既然使用螺钉锁紧的元件支承存在种种短处,零件加工效率和质量均被掣肘,那么必须治愈这个顽疾。
爱钻研的王学才开始琢磨,有没有一种定位支承元件,方便灵活,取代沿用已久的组夹定位支承元件?这无异于自己给自己”动刀“——公司历来都是使用组夹元件,虽然费时费力、不灵活,但大家习惯了这种模式。习惯不等于合理,改进责无旁贷。
传统的方式方法不合理,王学才想到了磁力定位。
他首先想到的是门吸。门一开,门吸牢牢地吸住墙上的铁钉,门停得稳稳当当。他一拍脑袋:做一个类似门吸的元件不就行了,吸在基础角铁上,支承墙板,牢固定位,想放哪个位置就放哪个位置,需要用几个就用几个,墙板的定位不就随心所欲了吗?
他想到就做,把一块铝块挖出一个空心,把磁铁用螺钉锁进去,门吸式定位元件就做成了。可是,理想和现实的差距出乎他的意料。磁铁吸铁也吸铁屑,“门吸”被密密匝匝的铁屑包裹,像一个刺儿球,完全失去了支承功能。高精度的墙板,一个细小的铁屑就能破坏它的公差,导致零件报废。何况是使用满身铁屑的“门吸”来支承?
使用磁力定位是正确的,不受控制的磁力却适得其反。
怎么让磁力召之即来挥之即去,乖乖听话?
电永磁夹具可以实现这个目标,但它需要一个专用的控制电路,一个独立的控制器。小个头的支承元件配备这样大张旗鼓的装备,成本高不划算。王学才果断放弃了这条路。
没有门儿了吗?王学才灵机一动,想到了车间常用的磁性表座。测量时,它可以稳固吸在任意位置,还不会吸附铁屑。这不正是支承元件需要的效果吗?它的原理应该可以拿来使用!
柳暗花明,但不是想”拿来“就能”拿来“的,磁性表座的原理他一无所知。于是,他先上网查询,后来干脆拆开一个报废的表座来研究。拆开一看,他豁然开朗:原来表座的灵魂就是一个大小如核桃的圆柱形磁铁。磁性表座灵活自如,这个磁铁肯定不一般。奥妙在哪儿?他经过反复实验,终于发现磁铁的N、S极不是常规的轴向分布,而是在磁铁的径向,成180度对称分布。
他一手拿一个圆柱磁铁,当场试验。可他还没有走到机床边,一不小心两个磁铁碰在了一起,全碎了。拿出兜里剩下的一个,还没有放到正确的位置,磁铁就紧紧吸在了工作台上,费了半天劲才取下来。看来,直接拿来的圆柱磁铁并不好用。
王学才想到了使用圆环形磁铁,其结构易于“被设计”——可以避免与刀具发生干涉,外形尺寸方便与现有的元件兼容。可以只要购买的磁铁方向为径向即可。
支承元件的核心——磁铁终于搞定。
接下来,定位支承的外形尺寸怎么设计?王学才清楚,定位支承一方面需要和公司现有组夹元件兼容,一方面要求好用通用,互换性强。因此,按照国标的要求来设计准没错。环形磁铁的尺寸可以依据支承的外形尺寸来购买。下一步,定位支承怎么定型,也就是结构如何设计?王学才采用了常见的钢、铝两种材质,钢可吸磁,铝可退磁,两块铁板和两块铝板分别呈”T”形,把环形磁铁“包围”在中间。四四方方,长得像魔方一样的柔性定位支承终于成型了。
柔性定位支承的抢手,表明本次QC小组活动的目标如期实现!
柔性定位支承可以固定在加工中心使用的角铁竖直平面上的任意位置,实现定位支承工件的目的,可以放置在需要的任意位置,且定位稳定牢固。只需用套筒扳手轻轻旋转内嵌式转换开关,就可实现磁极方向的转换,很方便地达到吸磁和退磁的目的,进而满足磁力需要时有、不需要时无的理想状态。
使用该支承,将墙板类零件的加工准备时间从平均61.2分钟降至29.6分钟,有效提高了生产效率和零件加工质量,彻底解决了定位元件定位受限的顽疾,为公司大中型零件的装夹提供了方便、快捷、灵活的定位方法。
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