创新推进群钻产业化

高速钢麻花钻头是工业和民用使用最多的钻孔工具。麻花钻诞生一百多年来,材料和工艺不断进步,但其基本形状却少有重大改进。20世纪50年代,我国以倪志福为代表的群体发明了群钻,将普通麻花钻头的钻尖修磨成“三尖七刃”的形状(图1),大大提高了钻头的使用性能和切削寿命,在国内外切削界引起重大反响,倪志福同志赴东欧表演群钻时引起了轰动。可是群钻刃型复杂,靠手工修磨难以实现工业化生产,这无疑限制了群钻的广泛应用。

a.钻钢用群钻 b.钻铸铁用群钻 c.多分屑槽群钻

d.十字修磨群钻 e.双后角群钻

图1不同形式的群钻(a～c)和普通钻头的两种钻尖形式

20世纪90年代,美籍华裔刀具专家吴贤明博士指导的技术团队为美国Irwin公司开发了类似群钻的多刃尖钻头及钻尖修磨的数控磨床,并推出了多刃尖钻头产品。本世纪初,我国海南高超钻头有限公司设计了专用设备,实现了多刃尖钻头高效率、高精度、低成本的工业化修磨,突破了群钻产业化的瓶颈。不过要真正打造群钻品牌还要在原材料、制造工艺、表面涂层和钻型的进一步创新等方面做深入的努力。

国内的优势技术,推进中国自主知识产权的群钻技术产业化,2004年1月和3月,中国机械工业金属切削刀具技术协会先后在湖南大学和江苏天工工具有限公司召开群钻产业化研讨会和协调会。来自天工工具、海南高超、湖南大学、武汉大学、北京理工大学等企业和高校的负责人、专家出席了会议,应邀出席会议的还有吴贤明教授的学生、美国多刃尖钻的开发者美籍华人沙济伦博士。与会各方达成了“群钻产业化实施纲要”,其总体思路是:加强合作,整合国内在高速钢材料、钻头制造、钻型优化、钻尖修磨等方面的成熟先进技术,加速推进群钻产业化进程。与会各方达成了多项合作意向,天工工具有限公司出资20万元建立了群钻产业化基金,以支持产业化协调和技术开发工作

尖高
h

圆弧半径
R

外刃长
l

横刃长
b_y

外刃锋角
2Ø

内刃锋角
2Ø_t

横刃斜角
y

内刃前角
g_c

外刃后角
a_c

圆弧后角
a_Rc

内刃斜角
t

67型群钻

0.03d～0.04d

0.1d

0.2d

0.03d～0.04d

125°

135°

65°

-15°

15°

18°

20°

QB-2003

0.08d～0.09d

0.2d

0.1d

0.05d～0.25d

135°

118°

60°

-5°～+5°

15°

18°

40°

表167型群钻与高超QB-2003钻型对比

图2海南高超钻头有限公司

“多刃尖”(Ø2～5mm)标准麻花钻

3年过去了,循着实施纲要的总体思路及在相关各方的共同努力下,群钻的技术创新和产业化都取得了可喜的进展。

在67型群钻的基础上进行了多方位创新(见表1及图2)开发出钻削更轻快、定心更好、既可钻钢板又能钻深孔、既能钻钢铁又可钻有色金属的高超Ⅰ型和高超Ⅱ型群钻。他们还制定了企业标准,与钻头生产厂合作把多刃尖钻产品成批推向了国际市场。

江苏天工集团则以其高速钢材料和钻头制造的优势,开发了第二代新型多刃尖钻产品,以“TG”的自主品牌(006年获中国驰名商标)住欧洲,钻头产品的技术附加值也有了大的提升。

随着切削技术的进步,硬质合金刀具、陶瓷刀具和超硬刀具的市场份额在不断增大。而高速钢刀具以其韧性好、刀刃锋利等优点在制造复杂刀具、孔加工刀具和一些易加工硬化的材料加工等方面仍有其优势,因而把高速钢麻花钻一概视作低档刀具也是不全面的。世界著名的Guhring和Titex都在生产高速钢钻头,工业级的、专业级的和民用高速钢钻头在欧美有巨大的市场,而世界最大的飞机制造商波音公司也要使用麻花钻头。关键是要努力提高国产麻花钻的质量,为国内加工业提供性能优良的产品并且进入欧美工业品市场。海南高超和江苏天工在群钻产业化上所取得的成绩是值得我们借鉴的。

群钻的产业化进程还要向深入发展。我们要集合国内一流的技术团队,开展广泛的技术合作,建立群钻产业化基地；要从单一的钻尖创新走向槽型、结构、材料与制造工艺的全面创新；要把性能明显优于普通麻花钻头、形状明显区别于现有钻头的新型多刃尖钻头推向市场、推向世界,为振兴我国的工具事业,建设制造强国做出应有的贡献。

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