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目錄
? 將支撐機械加工的“切削工具磨削”技術(shù)傳承給未來
? 如今依然不可或缺的切削工具磨削“手感與訣竅”
? 如藝術(shù)品般的切削工具
? 百年一遇的大變革期
現(xiàn)在，以3D打印、AI技術(shù)為代表，數(shù)字化備受矚目。汽車行業(yè)生產(chǎn)一線卻依舊存在著一些依靠“老手藝”而運轉(zhuǎn)的部門。
ToyotaTimes將聚焦這些用自身精湛技藝支撐起汽車行業(yè)的“匠人”們，并開啟一個直指日本制造業(yè)精髓的新特輯“支撐日本汽車制造業(yè)的匠人們”。
本期ToyotaTimes為您帶來有著“切削工具達人”之稱的工具維修專家林哲平的后篇報道。
第10期 維修和管理機械加工工具的“切削工具達人”林哲平
豐田汽車 動力傳動系統(tǒng)制造基礎(chǔ)技術(shù)部 第2工具維修科 組長
以往，林哲平主要負責與造物相關(guān)的工作，日常維護管理、改良研發(fā)生產(chǎn)動力傳動系統(tǒng)單元中所要使用到的切削工具。
但現(xiàn)在除上述工作外，他還肩負著另外一項重任。那就是為未來豐田汽車制造考慮，將手工制作切削工具技術(shù)、維護技術(shù)的手感與訣竅傳承給下一代。
當今的生產(chǎn)一線中，使用人工手磨切削工具的手動加工機已經(jīng)不常見了。自30年前的20世紀90年代開始，隨著被稱為自動加工機的NC（數(shù)控）設備導入后，一線生產(chǎn)機械加工的主角就變成了大型自動加工機。除試制一線外，幾乎沒有了手動加工機的用武之地。
因此導致各個生產(chǎn)一線中再也見不到使用手動加工機進行金屬加工的畫面，手工維護切削工具的場景也隨之消失。長此以往，林哲平剛?cè)牍緯r在集中磨削室（簡稱集磨）人人都要掌握的“切削工具磨削基本技術(shù)”與“切削工具磨削的手感與訣竅”即將失傳。
日本國內(nèi)共有8處集磨據(jù)點，其中位于總公司工廠的集磨室是唯一一個擁有能夠鍛煉手動加工機學習設備的地方。在這里，年輕員工們可以實踐學習切削工具的使用方法、手動維護切削工具刃面的know-how、鍛煉手感與訣竅。他們可以從原則、原理上理解與機械加工相應的切削工具種類、使用方式、如何手工磨削工具刃面形狀、維護方法等知識，邊實踐邊學習。在我們采訪時，正巧趕上林哲平在指導一位年輕員工制作與維護鉆頭。
上圖中的林哲平正在默默守候著進行磨削研修中的年輕員工。出于尊重獨立性的考慮，他選擇盡量不去打擾學員。
“在生產(chǎn)一線中，如果機械加工機不出故障的話，那么一切都不是問題?？梢坏┯龅揭馔馇闆r，自動加工機突然無法進行精度加工的話又要如何去解決呢？這就需要員工精通自動加工機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，依靠扎實的加工原理、原則去判斷了。否則問題很難被排除?！?
林哲平表示，員工需要能夠從感官上理解機床中原料與切削工具處于什么狀態(tài)、為什么會發(fā)生這種情況、怎樣才能改善這種狀態(tài)等問題。為此，員工要非常熟悉基本切削工具的特征與特性，懂得手動維護切削工具的技法，習得手感與訣竅。
“甚至，也有可能會發(fā)生無法使用自動機械加工的情況。屆時我們必須能夠運用手動加工的方式代替機械加工，磨削切削工具，維持零件生產(chǎn)工作。為此，讓年輕員工承襲手動切削工具的維護技能，掌握手感與訣竅是十分必要的做法?！?
為此，林哲平正在努力將自己進入公司時邊忙工作邊掌握的技能、手感與訣竅，傾囊相授于年輕員工們。
在技能傳承工作區(qū)，擺放著幾十年前在集磨室使用過的手動加工機械。
“回想起來，我覺得自己很幸運。有機會同時接觸過手動與機械兩種加工方式，也體驗過各種切削工具的維護工作。”
隨著生產(chǎn)一線機械加工的主角從手動加工機變?yōu)镹C（數(shù)控）自動機械與CNC（計算機數(shù)控）加工機后，切削工具維護工作也逐漸向機械化、自動化轉(zhuǎn)變。
20世紀50年代到80年代期間，工具的磨削還是以“手動磨削”方式為主，工作人員需要鍛煉自身的手感與訣竅，憑借感官上的肌肉記憶工作。但進入到20世紀90年代后，工廠內(nèi)開始引進數(shù)控機械。現(xiàn)在，以萬分之一毫米為單位進行工具磨削的精密加工機也開始被廣泛使用。
如今，曾在手工作業(yè)與使用手動機械時代中不可或缺的手感與訣竅，以及負責維護機械加工一線所需切削工具的集磨室，均光彩不再。但如上所述，一旦發(fā)生無法使用自動機械的緊急情況時，利用手動機械維持生產(chǎn)則顯得尤為重要，因此手工操作技術(shù)的傳承必不可少。
這次研修的課題是在規(guī)定時間內(nèi)將鉆頭磨削成指定尺寸角度與寬度的形狀。
“在我剛進入公司時前輩們就教導過我，機械加工和切削工具維護需要依靠‘五感’來完成。磨削刃面時要依靠視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等五感去判斷。通過觀察外觀、手感、磨削時的火花與削面顏色、磨粒等形態(tài)，整體把握磨削狀態(tài)的基本情況?！?
年輕員工在進行磨削工作時，慎重地用卡尺邊測量邊作業(yè)。
譬如，在對金屬進行機械加工時經(jīng)常會出現(xiàn)火花。我們不知道這是好事還是壞事。但由于產(chǎn)生火花會使原材料溫度升高，所以在加工時盡量控制火花產(chǎn)生。因此，員工們則會更加小心盡量在作業(yè)時不產(chǎn)生火花。另外，加工時還可以通過原材料的顏色與味道來判斷加工工作的成功與否。
上圖為能夠放大確認小工具尖端刃面形狀的光學投影磨床。
年輕員工研修工作間內(nèi)還有一臺光學投影磨床，它能夠測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。工作人員使用這種機械，得以實現(xiàn)通過自身視覺確認制作切削工具的高精度刃面。
林哲平在工作間里為我們演示了一種叫做“蠟燭研磨”的高難技法。當用鉆頭在薄金屬板材上鉆孔加工時，鉆頭貫通板材后，背面一般會出現(xiàn)凸起或鋸齒痕跡，為防止這種現(xiàn)象發(fā)生就要用到如蠟燭形的背孔鉆頭。
上圖為正在認真進行“蠟燭研磨”工作的林哲平，完全使用手工方式在作業(yè)。
“蠟燭研磨”技法需要將鉆頭的中心磨削成鑿子型，再將鉆頭前端磨削成四角錐形，并磨出兩個刃面，使鉆頭中心突出。如此具有難度的加工手法，林哲平卻能夠徒手快速完成，眨眼間一個嶄新的蠟燭形背孔鉆頭就誕生了。
上圖為正在用磨床磨平鉆頭前端形狀的情景。工作人員需要通過火花的顏色與指尖觸感判斷作業(yè)。
用千分表測量鉆頭刃面高度的平衡與形狀。
“這項工作需要員工心靈手巧，但更重要的是要有旺盛的‘制作’欲望。直覺、技巧、手感都因人而異，在指導學員時我雖然會給出提示，但不太可能手把手教學。學員們需要自己去思考，去嘗試，逐漸掌握屬于自己的手感與訣竅?！?
林哲平看著出于自己之手的鉆頭，謙虛地表示還不甚完美。
當我們將照相機鏡頭對準這枚林哲平磨削的鉆頭刃尖時，不禁為之一振。不僅這一個鉆頭，采訪中我們見到的所有切削工具，從刃尖到表面做工等細節(jié)來看，無一例外全都完美驚人。
上圖為研磨完成的蠟燭形背孔鉆頭。其美麗的紋理令人印象深刻。使用這種鉆頭鉆孔，可以減少加工板材背面毛刺的工序。
雖然制造商品所用的切削工具很少會出現(xiàn)在消費者面前，但實際上，制造一個切削工具所涉及到的機械加工歷史與know-how甚至超越了商品本身。這種凝結(jié)匠人技能的工具堪稱“藝術(shù)品”。而豐田的汽車，則就是由這些“藝術(shù)品”制造而成。
維護、再生這種“如藝術(shù)品般切削工具”的匠人技能，是豐田造物的基石，想必這份價值在未來也永不會貶值。
汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在正處于百年一遇的大變革時期。林哲平與集磨室的工作人員們，除了傳承切削工具技能外，也開始了面向大變革的新挑戰(zhàn)。
他們開始嘗試研發(fā)制作前所未有過的切削工具。通過制作應對全新作業(yè)方式的專用工具，能夠有效提升工作效率。
“如果委托切削工具廠商研發(fā)新型專用工具的話，訂貨批量太小對方可能不會接單。這樣對于時間和成本來說都是一種浪費。如果我們能夠自己制作，不但能夠削減時間與成本，還可以隨時按照需求靈活改善、改良?！?/p>
隨著汽車電動化的推進，造車所用原材料也發(fā)生了變化，今后將會涉及到更多全新的加工需求，如從未加工過的素材或形狀。
“汽車進入電動化時代后，過去那種由金屬制作的動力傳動系統(tǒng)（汽車動力源與動力推進單元的通稱）相關(guān)零件的使用率將會減少，切削工具的種類與數(shù)量也可能會隨之減少。但相對而言，一定也會增加新的切削工具。即便是電動化，車身的制造依然不可或缺。雖然所使用的原材料可能會有些變化，但制作工具與鍛模應該可以沿用?！?
林哲平表示，他們將放開視野，努力了解更多領(lǐng)域，無論是在公司內(nèi)還是公司外都將積極開展活動，致力將在集磨室所學的know-how活用于各個領(lǐng)域，為更好的造物、制造更有魅力的汽車做出貢獻。
集磨室將訂貨方的部門稱為“客戶”，在遇到問題時他們會集思廣益，共同面對。71年間積累的know-how，對于其他公司的人來說也是寶貴的財產(chǎn)。
“作為一名‘削&磨’的專業(yè)人士，希望自己今后能夠在公司外進行一些有關(guān)顧問服務方面的工作。其實削&磨這項工作越學越深奧。這行要不斷接觸不同的新素材，還要不停了解與之對應的全新加工方法才行。正可謂是學無止境?！?
面對未來的造車、造物，“切削工具匠人”林哲平及集磨室的挑戰(zhàn)，從未止步。
（文章：澀谷康人，照片：張宇麒）
