三. 制定緊固件制造流程的一般經(jīng)驗與做法
1. 制造流程是企業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品工藝設(shè)計的技術(shù)綱領(lǐng)
當企業(yè)的產(chǎn)品制造目標(產(chǎn)品的“生產(chǎn)綱領(lǐng)”)確定之后,選擇(或選購)制造裝備,規(guī)劃場地,確定投資額度等成為首要任務(wù),而擬制、選定工藝流程是前提,同時也是開展具體工藝設(shè)計的依據(jù),從而保證企業(yè)預期技術(shù)、經(jīng)濟目標的實現(xiàn)。即對待制造流程,應認真、慎重,把它真正當作企業(yè)發(fā)展和技術(shù)設(shè)計的綱領(lǐng)。
2.流程的基本內(nèi)容
流程的基本內(nèi)容包括:制造產(chǎn)品用材料的牌號、質(zhì)量級別、形狀(圓或型材)、規(guī)格、精度、形式(盤料或棒料、盤徑、棒料長度)等;各工序的任務(wù)及名稱,各工序的順序,裝備名稱、型號、編號;制造工序間作為獨立的檢驗環(huán)節(jié)以及出廠前的最終檢驗應作工序排入,要求進行質(zhì)量控制的重點工序應予注明;必要的序間和最終揀選(外觀、裂紋、硬度揀選等)應作工序排入;最終的清洗、防蝕、防磕碰處理、包裝等也應一一列入。產(chǎn)品在庫存中可能發(fā)生質(zhì)量變化,還應增設(shè)庫存期間的必要檢查。
3. 制定制造流程必須進行比較權(quán)衡
制造流程關(guān)系全局,因此慎之于始進行技術(shù)、經(jīng)濟權(quán)衡是完全必要的。即使采用似乎已固定的流程或仿效現(xiàn)成流程,也有必要再進行評價,才可能在各種方案中選取較佳方案,以達到預期的技術(shù)、經(jīng)濟目標。
4. 技術(shù)、經(jīng)濟評價的主要內(nèi)容:
技術(shù):企業(yè)實現(xiàn)其有關(guān)技術(shù)(加工、檢測等)的能力具備與否;對產(chǎn)品全部技術(shù)指標的保障程度(特別是產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,如不良品率的大小,通過已有經(jīng)驗類比或必要的試驗驗證);產(chǎn)品質(zhì)量在市場的競爭力以及自身產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)勢等。
經(jīng)濟:成本、利潤、價格競爭力以及企業(yè)對成本的控制
能力(外部成本,如外購材料、工具等的成本風險;內(nèi)部成本的調(diào)節(jié)可能性等)等。
5. 對于新投資待建企業(yè)的制造流程
一般會首先確定產(chǎn)品目標(產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量等級、近期及遠期生產(chǎn)量目標等)。為了減少確定產(chǎn)品目標的盲目性,值得推崇的做法是,同時進行對產(chǎn)品目標確定和制造流程的選擇,即初定數(shù)種產(chǎn)品目標方案,并對這些方案分別擬訂并選擇各自合適的制造流程,測算或估算其技術(shù)、經(jīng)濟效果。最后在這些方案中最終篩選所中意的產(chǎn)品目標及流程方案。
6. 對于已有企業(yè)的制造流程
一般會以已有裝備作為制定流程的依據(jù),但其流程選擇的空間較小。即便如此,對所擬流程制造所能獲得的目標
產(chǎn)品的技術(shù)、經(jīng)濟效果,仍要予以評價,以便與市場同類企業(yè)、同類產(chǎn)品比較其競爭能力,確定投產(chǎn)該產(chǎn)品的可行性。如果通過局部裝備以及工藝技術(shù)的改造或更新,可以有效地提高其競爭力,那么根據(jù)新的流程進行技術(shù)與裝備適當?shù)母脑臁⒏戮秃鼙匾恕?/p>
7. 制造流程一旦選定,無論流程是簡單或者復雜,均應視為具有同等的重要性,且應以正式文件予以確定,而這種技術(shù)文件應當由企業(yè)的最高技術(shù)決策者,甚至企業(yè)的最
高決策者簽署認可,今后的更改,也須具備同等的權(quán)限,以確保不被隨意變更。而工序技術(shù)文件,在已經(jīng)有嚴格批準的制造流程為綱的前提下,審核、批準的權(quán)限則可適當下放。
8. 為了保證生產(chǎn)正常持續(xù)進行,避免因變更流程(申請、審查、核準等)導致不必要的時間延誤,可以根據(jù)企業(yè)裝備的實際狀況,補充制定一種(至多二種)臨時流程,以供發(fā)生特別情況(如設(shè)備突發(fā)嚴重故障,生產(chǎn)能力嚴重不均衡等)時,作為臨時流程使用。前提是其技術(shù)、經(jīng)濟條件應與正式流程基本一致,而且這種流程應事先制定并經(jīng)過正式流程同等權(quán)限的批準。有的企業(yè)稱此種流程為“迂回流程”或“臨時流程”,當異常消除后,再及時恢復采用正式流程。由于兩類流程都是經(jīng)過論證和正式批準的,因此實施這種變更的權(quán)限完全可以下放到有關(guān)業(yè)務(wù)部門,從而保證流程嚴肅性與靈活性的結(jié)合。
9. 制造流程的擬訂、評價、權(quán)衡已經(jīng)超出純技術(shù)或純
經(jīng)濟的范疇,因此,或者應選擇具有技術(shù)、經(jīng)濟綜合能力的人員為主(有的企業(yè)會有意識地物色、培養(yǎng)這種人員),或者應組織技術(shù)、經(jīng)濟各方面的人員合作進行,分割地就技術(shù)論技術(shù)或就經(jīng)濟論經(jīng)濟都是不可取的。
10. 工序技術(shù)是制造流程的技術(shù)基礎(chǔ),在相當程度上
決定或影響制造流程的技術(shù)、經(jīng)濟水平。而從企業(yè)發(fā)展需要而言,工序技術(shù)是應當不斷改進、更新的。但實際上,為了保持生產(chǎn)的相對穩(wěn)定,改進、更新只能是間歇式的,也就是說穩(wěn)定應是較長時期的,只在適當時才予以更新,待保持穩(wěn)定若干時間之后再行更新。因而實施工序技術(shù)改進、更新的最佳時機是制定新的流程之時。為了在一項新的產(chǎn)品或需對原有流程進行改進時,有新的工序技術(shù)可用,工藝技術(shù)的開發(fā)應重在平時的積累。
四.緊固件制造流程制定中的典型問題
由于緊固件產(chǎn)品與工藝的某些特殊性,在其制造流程的確定中相應存在一些特殊問題,現(xiàn)就一些較典型的問題介紹如下,這些問題大多也是行業(yè)今后有待進一步解決的課題。
1. 外螺紋件熱處理工序的排序問題
現(xiàn)在,需經(jīng)熱處理的外螺紋緊固件日益增多,其螺紋精度大多數(shù)不低于6級,較高的為5級甚至4級,熱處理工序在流程中的位置(相對于螺紋加工工序)可有三種選擇:
(1)先加工螺紋后熱處理。對于6級精度的產(chǎn)品(如通用的標準螺栓、螺釘),往往在螺紋加工完成之后進行熱處理,主要的有利點是在低硬度條件下滾壓螺紋的經(jīng)濟性和效率最高。但其不利之處也不少,其一是,熱處理工序不可被免影響螺紋精度(微量變形,微量氧化等),為保證成品精度,不得不壓縮螺紋加工的公產(chǎn)帶,對螺紋精度的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性都存在負面影響。其二是,螺紋加工后至熱處理的工序流轉(zhuǎn)難以避免的對螺紋的磕碰,成為影響螺紋成品質(zhì)量的重要因素。對較大、較重的產(chǎn)品,往往在螺紋驗收時經(jīng)常被拒收,成為一個老大難問題。
(2)熱處理之后再加工螺紋。據(jù)一般經(jīng)驗,4級、5級精度的產(chǎn)品,采取后熱處理,螺紋精度將難以保持,幾乎是不可行的。因而對于4或5級精度螺紋的產(chǎn)品,后加工螺紋基本是唯一的選擇。而其中的高強度(10.9級或12.9級)產(chǎn)品,螺紋滾壓十分困難,經(jīng)濟性與效率都相當?shù)?,但只能不得已而為之。對?級精度、較大、較重的產(chǎn)品,則存在先、后熱處理兩種方案間權(quán)衡的問題。從提高質(zhì)量競爭力的角度考慮,一些企業(yè)寧愿犧牲螺紋加工的經(jīng)濟性與效率,有逐步轉(zhuǎn)向先熱處理后加工螺紋的趨勢,這正是經(jīng)過總體技術(shù)、經(jīng)濟權(quán)衡的一種選擇。
(3)加工螺紋后熱處理,而后再回滾螺紋。這是一種折中方案,其經(jīng)濟性如何,尚無定論,對質(zhì)量的可靠性也有所影響,在實際生產(chǎn)中采用的不多。
外螺紋件熱處理工序排序的難點在于,兩種方案都存在較大的不利之處。從工具、工藝技術(shù)方面大力提高現(xiàn)有水平,才有有可能擴大采用后加工螺紋的方案,這可能是一個比較現(xiàn)實的出路。想杜絕磕碰和完全消除熱處理變形,前人已經(jīng)做了很多努力,但這不是純技術(shù)問題,看來簡單而實際上極為困難,想達到理想的狀態(tài),幾乎沒有可能。
2.內(nèi)螺紋件熱處理工序的排序問題
內(nèi)螺紋件熱處理時的變形更為嚴重且不穩(wěn)定,而在熱處理前、后進行螺紋加工的難度差別更大,使得排序更加成為一個兩難問題??蛇x方案也不外有三:
(1)先加工螺紋后熱處理
環(huán)形零件的熱處理變形極難掌控,即使是6級精度螺紋,產(chǎn)品螺紋質(zhì)量也難以穩(wěn)定,因而是不可取的?;跓崽幚碇蠊ソz的困難實在太大,仍有一些企業(yè)在為尋求變形極小、而且穩(wěn)定的熱處理工藝進行努力。不過,不少企業(yè)的長期實踐表明,除非有某種奇跡性的技術(shù)出現(xiàn),這種努力會是無益的。
(2)先熱處理后加工螺紋
此方案的主要困難在于高硬度產(chǎn)品的攻絲,效率低而成本高,但螺紋質(zhì)量,無論4、5、6級,均可確保。
(3)折中的方案
先攻絲(適當縮小螺紋尺寸),后熱處理,而后再回攻。同外螺紋產(chǎn)品的折中方案一樣,其優(yōu)劣也尚無定論,因而實際采用的不多。
內(nèi)螺紋件熱處理工序的排序問題,比外螺紋件更為困難和復雜,這是內(nèi)螺紋件設(shè)計先天存在的“隱患”,即帶較高精度內(nèi)螺紋的、熱處理變形難以穩(wěn)定的環(huán)形件本身固有的矛盾。理論上的出路不外兩條,或者出現(xiàn)一種幾乎無變形的或者變形十分穩(wěn)定的熱處理工藝(現(xiàn)實可能性極小)。或者,在提高攻絲效率和工具壽命上不斷有所提高,從而推廣采用后攻絲的方案。就現(xiàn)實而言,在這方面,是大有潛力可挖的。例如,改進絲攻壽命的很多技術(shù)(表面強化,改變材質(zhì),潤滑劑等),在國外已經(jīng)廣泛采用,而在國內(nèi)尚待推廣。
3.采用何種工藝技術(shù)的權(quán)衡
為各工序選擇何種工藝技術(shù)是擬訂制造流程的另一主要內(nèi)容,它與流程的排定往往互為因果,相互影響,常見的問題有:
(1)需要以塑性成型制出產(chǎn)品形狀(螺栓等的頭部,螺母等的外形等)時,采用“冷成型”或者“溫(熱)成型”?采用“多工位成型”或者“分序成型”?
(2)成型用材料斷面形狀選擇“圓斷面”或者“特定斷面”?
(3)成型前的原材料采用“冷拔精確料”或者“熱軋料”?
(4)冷拔精確料由“企業(yè)自行解決”或者由“鋼廠(材料改制廠)直供”?
(5)原材料的表面缺陷采取“改制時剝除”或者“改制后剝除(如磨削)”或者“在以后加工時除去”?
(6)外螺紋件的桿端倒角采用在成型同時鐓出,或者于成型后以另一工序以機械加工(車或銑)制出?
(7)具有精密桿部的外螺紋件(如與“鉸制孔螺栓”類似產(chǎn)品),其精密桿部在鐓制桿胚的基礎(chǔ)上,采用“車+精磨”或者“粗磨+精磨”或者“縮桿+精磨”進行?
(8)具有異形頭部的螺栓類產(chǎn)品,其頭部的非對稱部分采用“直接鐓成”或者“銑制”或者“車制(以一種特殊夾具)”?
(9)外螺紋加工采用“搓絲”或者“滾絲”?
(10)內(nèi)螺紋加工采用“切削式攻絲”或者無切削的“擠壓式攻絲”?采用“自動攻絲機”或者“多頭攻絲機”或者“單頭攻絲機”?
(11)無法采用多工位成型的特殊螺母(如特薄、特厚),采用“分序冷擠壓”或者“成型材料車削”或者“溫(熱)成型”?
(12)桿部帶孔的外螺紋件的鉆孔,在螺紋加工之前進行或者在螺紋加工之后進行?
(13)槽形螺母的槽采用“銑制”或者直接于成型時“鐓制”?
4.挑選工序的安排,在某工序之后或者在成品包裝之前?采用人工挑選或者自動機挑選?
5.質(zhì)量控制點或檢查工序的安排,哪些工序安排為質(zhì)量過程控制的點?哪些工序安排序后檢查?是否設(shè)置出廠前的全面驗收檢查?
6.包裝可采用“人工包裝”或者“自動(半自動)包裝”等。
五 結(jié)語
緊固件制造流程關(guān)系到專業(yè)企業(yè)投資、生產(chǎn)的經(jīng)濟效果以及產(chǎn)品質(zhì)量,歸根結(jié)底關(guān)系到企業(yè)的生存與競爭能力,因此,應予以高度重視,必須加強制造流程的嚴肅性和權(quán)威性。制造流程的制定是技術(shù)、經(jīng)濟綜合權(quán)衡、選擇的過程,是技術(shù)與經(jīng)濟以及經(jīng)營方針、策略的綜合。制造流程與工藝技術(shù)互為因果,相互影響。作為制定、改進制造流程的技術(shù)基礎(chǔ),有必要持續(xù)地開發(fā)、儲備工藝技術(shù)。尚有許多與緊固件制造流程相關(guān)的問題有待解決,將是行業(yè)今后的長期課題