量产三台“戈壁东风”的成绩,虽然未能完全达成系统设定的月产五台目标,但其过程所搭建起的标准化生产框架和培养出的协作意识,其价值远超数字本身。然而,框架搭起来了,想要让这台生产机器高效、稳定地运转,还需要解决一个最核心、也最磨人的问题——公差配合。
随着生产批次的增加,一个尴尬的现象越来越频繁地出现:明明每个零件单独检测,尺寸都在图纸标注的公差带之内,可到了装配工段,就是装不上,或者装上去之后间隙过大或过小,导致运行不畅、异响甚至卡死。
“宋工,王工,你们来看看!”装配组长拿着一根轴和一个齿轮,一脸无奈,“这轴是φ30(上偏差+0.02,下偏差-0.01),实测是29.99,合格的!这齿轮内孔是φ30(上偏差+0.01,下偏差-0.02),实测是30.01,也是合格的!可这29.99的轴,就是装不进30.01的孔里!硬砸进去就卡死了!”
这就是典型的“公差叠加”问题。两个处于极限公差状态的零件,虽然各自合格,但配合起来却可能形成“过盈配合”或无法装配。
类似的问题层出不穷。活塞与缸筒的配合间隙时大时小,影响了压缩比和功率;连杆轴承与曲轴的间隙控制不当,导致敲击声或过热……装配工段几乎成了“修配”工段,老师傅们靠着锉刀、刮刀、砂纸,对着那些“合格”的零件进行二次甚至三次修整,才能勉强让它们凑在一起工作。生产效率被严重拖累,装配人员的抱怨也与日俱增。
“这样不行!”宋书羽在又一次现场协调会上,语气严肃,“我们制定的公差,是为了保证互换性,不是为了给装配添乱的!我们必须深入研究‘公差与配合’制度,不仅要规定单个零件的尺寸极限,更要规定它们配合关系的松紧程度!”
这是一个比单纯制定尺寸公差更深入、也更抽象的技术领域。对于大多数文化水平不高的工人而言,理解“基孔制”、“基轴制”、“间隙配合”、“过盈配合”这些概念,难度极大。
为了让大家直观理解,宋书羽想了一个办法。他让王秀英找来一块大木板,用不同颜色的粉笔,画出了几种典型的配合关系示意图。
他拿着一个实物的轴和孔,在现场教学:“大家看,如果我们想让轴和孔能轻松地转动,比如我们水泵的叶轮和轴,那么孔的尺寸就要做得比轴稍微大一点点,这个‘大一点点’的范围,就是‘间隙配合’。”他在木板上画出了孔公差带在轴公差带上方的示意图。
“如果我们想让两个零件紧紧地固定在一起,比如齿轮和轴,需要传递很大的力,不能松动,那么轴的尺寸就要做得比孔稍微大一点点,靠压力挤在一起,这就是‘过盈配合’。”他又画出了轴公差带在孔公差带上方的示意图。
“而像我们发动机的活塞和缸筒,需要既能灵活运动,又不能漏气,这个配合就非常微妙,是‘过渡配合’,对公差的要求最高。”
他用最朴实的语言,结合实物和图示,反复讲解。王振虎、张建业等技术骨干率先理解,然后他们再化身“讲师”,深入到各个加工班组,利用工余时间,对着图纸和实物,一遍遍地给工人们讲解。
然而,理解原理是一回事,在实际加工中精准控制又是另一回事。受限于加工设备和测量工具的精度,很多理论上可行的配合要求,在实践中难以稳定实现。
就在这时,一位名叫马老蔫的老钳工,提出了一个看似“土气”却极为实用的办法。
马老蔫话不多,是车间里有名的“闷葫芦”,但手下的功夫极为了得,眼力和手感堪称一绝。他找到张建业,有些拘谨地说:“张调度,俺……俺有个想法,不知当讲不当讲。”
“马师傅,您快说!”张建业对这位老师傅非常尊敬。
“俺觉着吧,光看图纸上那些数字,有时候……不得劲。”马老蔫搓着满是老茧的手,“俺想,能不能……咱们做几个‘样子货’?”
“样子货?”张建业没明白。
“就是……就是做几个标准的轴,几个标准的孔。”马老蔫比划着,“比如,做一根‘最大轴’,尺寸是孔能接受的上限;再做一根‘最小轴’,尺寸是孔能接受的下限。加工的时候,工人不光卡尺量,还能拿自己车的轴,去试试这个‘标准孔’,能顺溜地放进去,又不过分松垮,那就成了!反过来,加工孔的,也能拿‘标准轴’去试。”
张建业眼睛猛地亮了!“马师傅,您是说……做一套‘极限量规’和‘标准样件’?”
“对对对!就是这意思!”马老蔫憨厚地笑了,“俺们手艺人,有时候手比眼准,眼比尺准。有个实实在在的‘样子’比着,心里就有底了!”
这个建议被迅速汇报给宋书羽和王振虎。宋书羽听后,拍案叫绝:“太好了!马师傅这个办法,是把抽象的尺寸公差,转化成了直观的、可触摸的实物标准!这是理论与实践结合的典范!”
他立刻组织技术最好的几位老师傅,包括马老蔫,成立了一个“标准样件制作小组”。他们利用现有最精密的设备和技术,集中全力,精心制作了几套关键配合副的“极限量规”和“标准合格样件”。
比如,一套活塞与缸筒的样件,包括:
一个“最大合格活塞”。
一个“最小合格活塞”。
一个“最大合格缸筒”。
一个“最小合格缸筒”。
加工工人在自检时,除了使用卡尺,还必须用自己加工的零件,去尝试通过对应的“极限量规”,并且与“标准合格样件”进行手感对比。这种“双保险”的检验方式,极大地降低了对个人识图能力和测量技术的依赖,使得加工质量的一致性得到了飞跃性的提升。
这些凝聚着老师傅们最高技艺和智慧的“标准样件”,被恭敬地放置在铺着红绒布的专用木盒里,悬挂在车间最显眼的位置。工人们亲切地称它们为“活图纸”。
“活图纸”的推行,立竿见影。装配工段的抱怨声明显减少了,装配效率大幅提高。因为零件互换性增强,后期调试也变得顺利了许多。
马老蔫,这位默默无闻的老工人,一下子成了车间的功臣。他的事迹也被秦湘云知道,被她写成了扫盲班的教材,用以说明“实践出真知”和“人民群众有无穷智慧”的道理。
“公差之困”的破解,标志着独立一团的发动机量产工作,从搭建框架进入了精细化、稳定化的新阶段。它不仅解决了生产中的具体难题,更深刻地教育了所有人:先进的技术理论必须与扎实的工艺实践相结合,尊重并激发一线劳动者的智慧和创造力,才是解决一切技术难题的根本之道。
车间的生产节奏,因为“活图纸”的出现,变得如同那几台稳定运行的“戈壁东风”一样,越来越平稳,越来越有力。系统任务要求的那五台稳定运行的发动机,似乎已经触手可及。而更重要的是,他们找到了一条适合自身条件的、通往精良制造的独特路径。