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丰田匠人传——“切削工具达人”林哲平(后篇)

  以往,林哲平主要负责与造物相关的工作,日常维护管理、改良研发生产动力传动系统单元中所要使用到的切削工具。

  但现在除上述工作外,他还肩负着另外一项重任。那就是为未来丰田汽车制造考虑,将手工制作切削工具技术、维护技术的手感与诀窍传承给下一代。

  当今的生产一线中,使用人工手磨切削工具的手动加工机已经不常见了。自30年前的20世纪90年代开始,随着被称为自动加工机的NC(数控)设备导入后,一线生产机械加工的主角就变成了大型自动加工机。除试制一线外,几乎没有了手动加工机的用武之地。

  因此导致各个生产一线中再也见不到使用手动加工机进行金属加工的画面,手工维护切削工具的场景也随之消失。长此以往,林哲平刚入公司时在集中磨削室(简称集磨)人人都要掌握的“切削工具磨削基本技术”与“切削工具磨削的手感与诀窍”即将失传。

  日本国内共有8处集磨据点,其中位于总公司工厂的集磨室是唯一一个拥有能够锻炼手动加工机学习设备的地方。在这里,年轻员工们可以实践学习切削工具的使用方法、手动维护切削工具刃面的know-how、锻炼手感与诀窍。他们可以从原则、原理上理解与机械加工相应的切削工具种类、使用方式、如何手工磨削工具刃面形状、维护方法等知识,边实践边学习。在我们采访时,正巧赶上林哲平在指导一位年轻员工制作与维护钻头。

  上图中的林哲平正在默默守候着进行磨削研修中的年轻员工。出于尊重独立性的考虑,他选择尽量不去打扰学员。

  “在生产一线中,如果机械加工机不出故障的话,那么一切都不是问题。可一旦遇到意外情况,自动加工机突然无法进行精度加工的话又要如何去解决呢?这就需要员工精通自动加工机的内部结构,依靠扎实的加工原理、原则去判断了。否则问题很难被排除。”

  林哲平表示,员工需要能够从感官上理解机床中原料与切削工具处于什么状态、为什么会发生这种情况、怎样才能改善这种状态等问题。为此,员工要非常熟悉基本切削工具的特征与特性,懂得手动维护切削工具的技法,习得手感与诀窍。

  “甚至,也有可能会发生无法使用自动机械加工的情况。届时我们必须能够运用手动加工的方式代替机械加工,磨削切削工具,维持零件生产工作。为此,让年轻员工承袭手动切削工具的维护技能,掌握手感与诀窍是十分必要的做法。”

  为此,林哲平正在努力将自己进入公司时边忙工作边掌握的技能、手感与诀窍,倾囊相授于年轻员工们。

  “回想起来,我觉得自己很幸运。有机会同时接触过手动与机械两种加工方式,也体验过各种切削工具的维护工作。”

  随着生产一线机械加工的主角从手动加工机变为NC(数控)自动机械与CNC(计算机数控)加工机后,切削工具维护工作也逐渐向机械化、自动化转变。

  20世纪50年代到80年代期间,工具的磨削还是以“手动磨削”方式为主,工作人员需要锻炼自身的手感与诀窍,凭借感官上的肌肉记忆工作。但进入到20世纪90年代后,工厂内开始引进数控机械。现在,以万分之一毫米为单位进行工具磨削的精密加工机也开始被广泛使用。

  如今,曾在手工作业与使用手动机械时代中不可或缺的手感与诀窍,以及负责维护机械加工一线所需切削工具的集磨室,均光彩不再。但如上所述,一旦发生无法使用自动机械的紧急情况时,利用手动机械维持生产则显得尤为重要,因此手工操作技术的传承必不可少。

  “在我刚进入公司时前辈们就教导过我,机械加工和切削工具维护需要依靠‘五感’来完成。磨削刃面时要依靠视觉、听觉、触觉、嗅觉等五感去判断。通过观察外观、手感、磨削时的火花与削面颜色、磨粒等形态,整体把握磨削状态的基本情况。”

  譬如,在对金属进行机械加工时经常会出现火花。我们不知道这是好事还是坏事。但由于产生火花会使原材料温度升高,所以在加工时尽量控制火花产生。因此,员工们则会更加小心尽量在作业时不产生火花。另外,加工时还可以通过原材料的颜色与味道来判断加工工作的成功与否。

  年轻员工研修工作间内还有一台光学投影磨床,它能够测量磨好后的刃面尖端尺寸,放大工具的尖端,方便磨削尖端刃面。工作人员使用这种机械,得以实现通过自身视觉确认制作切削工具的高精度刃面。

  林哲平在工作间里为我们演示了一种叫做“蜡烛研磨”的高难技法。当用钻头在薄金属板材上钻孔加工时,钻头贯通板材后,背面一般会出现凸起或锯齿痕迹,为防止这种现象发生就要用到如蜡烛形的背孔钻头。

  “蜡烛研磨”技法需要将钻头的中心磨削成凿子型,再将钻头前端磨削成四角锥形,并磨出两个刃面,使钻头中心突出。如此具有难度的加工手法,林哲平却能够徒手快速完成,眨眼间一个崭新的蜡烛形背孔钻头就诞生了。

  上图为正在用磨床磨平钻头前端形状的情景。工作人员需要通过火花的颜色与指尖触感判断作业。

  “这项工作需要员工心灵手巧,但更重要的是要有旺盛的‘制作’欲望。直觉、技巧、手感都因人而异,在指导学员时我虽然会给出提示,但不太可能手把手教学。学员们需要自己去思考,去尝试,逐渐掌握属于自己的手感与诀窍。”

  当我们将照相机镜头对准这枚林哲平磨削的钻头刃尖时,不禁为之一振。不仅这一个钻头,采访中我们见到的所有切削工具,从刃尖到表面做工等细节来看,无一例外全都完美惊人。

  上图为研磨完成的蜡烛形背孔钻头。使用这种钻头钻孔,可以减少加工板材背面毛刺的工序。

  虽然制造商品所用的切削工具很少会出现在消费者面前,但实际上,制造一个切削工具所涉及到的机械加工历史与know-how甚至超越了商品本身。这种凝结匠人技能的工具堪称“艺术品”。而丰田的汽车,则就是由这些“艺术品”制造而成。

  维护、再生这种“如艺术品般切削工具”的匠人技能,是丰田造物的基石,想必这份价值在未来也永不会贬值。

  汽车产业现在正处于百年一遇的大变革时期。林哲平与集磨室的工作人员们,除了传承切削工具技能外,也开始了面向大变革的新挑战。

  他们开始尝试研发制作前所未有过的切削工具。通过制作应对全新作业方式的专用工具,能够有效提升工作效率。

  “如果委托切削工具厂商研发新型专用工具的话,订货批量太小对方可能不会接单。这样对于时间和成本来说都是一种浪费。如果我们能够自己制作,不但能够削减时间与成本,还可以随时按照需求灵活改善、改良。”

  随着汽车电动化的推进,造车所用原材料也发生了变化,今后将会涉及到更多全新的加工需求,如从未加工过的素材或形状。

  “汽车进入电动化时代后,过去那种由金属制作的动力传动系统(汽车动力源与动力推进单元的通称)相关零件的使用率将会减少,切削工具的种类与数量也可能会随之减少。但相对而言,一定也会增加新的切削工具。即便是电动化,车身的制造依然不可或缺。虽然所使用的原材料可能会有些变化,但制作工具与锻模应该可以沿用。”

  林哲平表示,他们将放开视野,努力了解更多领域,无论是在公司内还是公司外都将积极开展活动,致力将在集磨室所学的know-how活用于各个领域,为更好的造物、制造更有魅力的汽车做出贡献。

  集磨室将订货方的部门称为“客户”共同面对。71年间积累的know-how,对于其他公司的人来说也是宝贵的财产。

  “作为一名‘削&磨’的专业人士,希望自己今后能够在公司外进行一些有关顾问服务方面的工作。其实削&磨这项工作越学越深奥。这行要不断接触不同的新素材,还要不停了解与之对应的全新加工方法才行。正可谓是学无止境。”

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