刀具创新之路

作者：中国刀协常务理事 杨晓

欢迎访问e展厅 展厅 3 铣刀展厅 钨钢铣刀, 立铣刀, 整体铣刀, 盘铣刀, 螺纹铣刀, ... 刚刚过去的2012年，对于包括金属切削刀具行业在内的整个机械制造业而言，总体上无疑是艰难的一年，甚至是苦涩的一年。在2012年的年底，我作为当年“荣格金属加工行业创新奖”的评委在接受采访时曾经谈到，这种困境使我们的许多企业不得不放慢了发展的步伐。毫无疑问，这种步伐的放慢会使我们眼前的收益有所影响，但这种放慢也给了我们思考的时间和空间。我们的政府在“十二五”发展纲要中着重提出了未来我们要转变发展方式的方针，对于我们，应该而又能够如何转变发展方式呢？ 不再一味抄袭、仿制国际领先者的产品，走创新之路，无疑应该是一个重要的方式。 我们可以以那些方式创新呢？在刀具行业里又有怎样的例子呢？我认为创新大致可以分为三种方式。 原始创新 所谓原始创新，应该是创新者在原理上取得很大的突破，做出了前无古人的新的技术。 例如2011年底蓝帜金工(LMT)推出的速切王的滚刀（图1），它的材料既不是传统的高速钢，也不是目前也已广泛使用的硬质合金，是突破了对刀具材料的一些固有的概念而推出的一种新的刀具材料。它既继承了原先高速钢滚刀在制造工艺上的种种好处，而切削速度又比高速钢滚刀有显著提高。 又如2007年斯特拉姆(ATI Stellram)推出的刚骨·蓝钻(图2)是一种芯部高韧性外部高耐磨性的复合材料的整体硬质合金钻头，这一创新解决了钻头外缘要求高速度而芯部要求高韧性的难题。对于可转位钻头，可以在内外两个刀片两种不同材质，较小直径钻孔则原先一直是个难题。尽管这种特制材料的钻头价格不低，但根据资料，它依然能使每个孔的加工成本能降低到原来的一半。 多年前我还在瓦尔特刀具(WALTER TOOLS)服务时他们推出的老虎刀具(图3)，闻所未闻的黑金双色中黑色的前刀面是具有抗高温氧化能力极强的Al2O3，金色的后刀面保留了摩擦系数小、不易与工件粘结、易于辨别磨损的TiN，几年过去，这一技术已被越来越多的厂家使用，这也说明了这种创新型的技术是极具竞争力的。 上世纪80年代，肯纳金属（Kennametal）在硬质合金刀片制造上采用了钴加强技术(又称为富钴层技术，图4）将刀片材料中的钴元素向刀片表面集结，使得刀片表面的钴元素含量较为刀片内部高一些，这种刀片表面的耐冲击性能就特别高，刀具的寿命得到了提升。 结构创新 这类创新的原理是原先已经知晓，但之前从未在这类产品上做过商业应用。或者是对原始创新所进行的改进。这一类才典型如肯纳金属的KM4X（图5）是在其早期的KM上增加了两个夹紧钢球，使得夹持力更大也更均匀。 前几年山特维克可乐满(Sandvik Coromant)和山高刀具(Seco Tools)等推出的高压内冷却车刀（图6）也是这种创新。其实，加工如同钛合金之类的高温合金时使用高压内冷却技术并非这几年才有，我国也有一些大学和用户自己研究使用高压内冷却技术取得不错的效果。但这些技术往往都是各企业的自用技术，没有进行过规模化的商业推广。 更典型的例子恐怕可以说是伊斯卡(Iscar)的风火轮铣刀(图7)。其所采用的分屑槽理论是很早就被写入各种各样金属切削理论的技术。只是在伊斯卡的风火轮之前，我们没有谁把这项技术应用到可转位刀片的设计上。 应用创新 应用创新是指用原有的技术应用到一个新的领域，或者是将原来从未组合过的技术组合到了一起。例如，泰珂洛(Tungaloy)在去年推出了双面刀片的浅孔钻(图8)，是将原来只在车刀上普遍使用，这几年又开始在铣刀上较多使用的可转位双面刀片，创造性地用到了浅孔钻上。 又比如，在可转位铣刀上使用修光刃技术是很多年以前的事了，但车刀片上使用修光刃是大约在十年以前开始推出的。这种被称为“Wiper”技术的车刀片修光刃技术是将铣刀片的修光刃移植到了车刀片上，使得使用这种技术的车刀片或者是在保持相似表面质量时能成倍提高加工效率，或是在保持原有加工效率时很好地改善表面质量。 我们行业有一种说法叫做“仿创结合“，这也许是我们许多国内企业创新的起点。但我们的创新应该不能从简单地模仿开始。我们必须弄懂国外同行刀具的原理，分析并理解他们设计的出发点，对使用者和制造者分别有哪些的益处，适合哪些加工，我们的目标用户与国外的用户在各种使用条件和习惯上有怎样的差异，而我们又应该根据自身的制造资源来怎样调整刀具材料、刀具结构。从而使我们设计的刀具既满足目标客户的需求，又是我们的生产资源所能稳定达到的。这样的产品才是我们的客户所需要的产品，才是融入了自己的知识与智慧，具有创新点的刀具产品。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/15/2013)