《數(shù)控鉆頭選用全圖解》撰寫記 專欄 COLUMN
2016 年已經(jīng)過去,2017 的腳步已經(jīng)踏入了我們的生活。近來,無論是行業(yè)協(xié)會還是各個刀具企業(yè),都在總結(jié)2016 年過得怎樣,同時作自己的2017 年的展望。而對于老楊而言。2016 年最主要的成果,無疑是完成了《數(shù)控鉆頭選用全圖解》的撰稿。
這已經(jīng)是“數(shù)控刀具選用全圖解”系列的第三本了。在這之前,機械工業(yè)出版社已于2014 年9 月出版的《數(shù)控車刀選用全圖解》,以及2015 年11 月出版的《數(shù)控銑刀選用全圖解》,都獲得了不錯的效果。據(jù)機械工業(yè)出版社的消息《數(shù)控車刀選用全圖解》的首印已于半年前售罄開機重印,《數(shù)控銑刀選用全圖解》一書的首印也即將售罄于2016 年年底,2017 年年初安排重印。
新寫完的《數(shù)控鉆頭選用全圖解》與前面已經(jīng)出版的兩本有些不同,撰寫時有不少困難。第一本的《數(shù)控車刀選用全圖解》的重點是內(nèi)外圓車刀,這類刀具主要是國際標準的刀桿與刀片,各家廠商的資料都很齊全,刀片的結(jié)構(gòu)分析資料也比較豐富,老楊撰寫也就比較容易。這本書的另外幾個部分如車槽與切斷刀、螺紋車刀雖然不是完全通用的國際標準,但大多差別并不顯著,各公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也大多大同小異。應(yīng)該說,撰寫過程比較順利。
第二本的《數(shù)控銑刀選用全圖解》顯現(xiàn)了一些困難。眾所周知,無論是可轉(zhuǎn)位銑刀還是整體硬質(zhì)合金銑刀,大多互不通用,還是有不小的差異。但這本書的重點是面銑刀。因為數(shù)控面銑刀的主要都是可轉(zhuǎn)位銑刀,也是老楊在服務(wù)瓦爾特的8 年間打交道較多的刀具品種,也積累了不少資料,加上合作的廠商正是老楊之前服務(wù)的瓦爾特刀具,這部分還算比較順利。只是令很多專業(yè)人士也望之頭痛的銑削平均切削厚度問題,如何讓普通的銑刀用戶了解和得出數(shù)值,還是頗費一番思量,最后老楊分直線切削刃和圓弧切削刃,用圖表的方式介紹了這一概念及其使用。
《數(shù)控銑刀選用全圖解》一書撰寫的主要困難是整體硬質(zhì)合金銑刀。這種類型的銑刀是銑削中與可轉(zhuǎn)位銑刀可以相提并論的一種刀具類型。老楊在圖解了可轉(zhuǎn)位面銑刀之后的立銑刀環(huán)節(jié),就重點解讀了整體硬質(zhì)合金立銑刀。與其他整體硬質(zhì)合金刀具類似,這類銑刀的培訓(xùn)資料極少,大部分整體硬質(zhì)合金銑刀的制造商都沒有給出多少可供用戶理解的技術(shù)資料。估計老外們擔心業(yè)內(nèi)有人使用與他們類似的五軸數(shù)控磨床山寨他們的產(chǎn)品,對這些整體硬質(zhì)合金銑刀的技術(shù)節(jié)半推半就,不愿詳解。老楊不得不就此與曾在荷蘭Jabro總部服務(wù)的山高刀具中國技術(shù)總監(jiān)蘇國江進行過一系列的討論,也與肯納金屬集團內(nèi)威迪亞刀具專家李文清研討,他們都對整體硬質(zhì)合金銑刀有較為深入的了解。老楊當然不是要寨哪一家的銑刀,只是為了用戶在選用這些刀具的時候能夠知其然還知其所以然,不至于盲目選刀以至選錯用錯。雖然給這一章節(jié)安排的篇幅有限,但老楊相信這一章節(jié)是老楊看到的對整體硬質(zhì)合金銑刀細節(jié)結(jié)構(gòu)介紹特別全面的資料。新寫完的《數(shù)控鉆頭選用全圖解》則與前面兩本都很多不同。
雖說這本書各花一個章節(jié)來介紹冠齒鉆(即換硬質(zhì)合金頭的鉆頭)、可轉(zhuǎn)位鉆頭(又稱淺孔鉆或U 鉆)以及深孔鉆,但這本書的重點無疑是整體硬質(zhì)合金鉆頭。這也與整體硬質(zhì)合金鉆頭在數(shù)控鉆削中所占的地位相符合。但與整體硬質(zhì)合金銑刀類似,整體硬質(zhì)合金鉆頭的技術(shù)資料也少之又少。加上整體硬質(zhì)合金鉆頭的槽型和刃口結(jié)構(gòu)變化多端,鉆頭截面與排屑空間又有難以調(diào)和的“矛盾”,在選用上真是有不少難點。
說起鉆頭,老楊在上海工具廠曾經(jīng)服務(wù)近20 年,其中大約有近10 年的時間是從事其高速鋼直柄麻花鉆和高速鋼錐柄麻花鉆的制造。雖說這兩種麻花鉆是該廠當年僅有的2個獲得國家產(chǎn)品質(zhì)量金質(zhì)獎的產(chǎn)品,但說實話老楊當時對麻花鉆使用的了解并不多。我們致力于改進的,是與性能評價和產(chǎn)品壽命試驗有關(guān)的中碳鋼、3 倍孔深、盲孔這一條件下按規(guī)定切削速度和進給量的表現(xiàn),至于用戶怎么使用這些鉆頭,尤其是客戶在用他們鉆其他鋼材、鑄鐵、不銹鋼、銅或鋁等有色金屬時是不是合適,以及如何使用等,老楊很慚愧地說當時真不了解。今年春節(jié)前在上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會的新春茶話會上,老楊與曾擔任過上海工具廠有限公司副總經(jīng)理兼技術(shù)工作負總責的許輝聊起,才明白這種情況也曾算是一種普遍現(xiàn)象。
現(xiàn)在的整體硬質(zhì)合金鉆頭與高速鋼麻花鉆的生產(chǎn)模式完全不同,它不像高速鋼麻花鉆尤其采用熱塑成型工藝時每次一個批量能生產(chǎn)幾千支,現(xiàn)代的整體硬質(zhì)合金鉆頭的經(jīng)濟批量要低很多,生產(chǎn)幾十支甚至十幾支都不是問題。這就提供了我們能很有針對性地去選擇各種幾何參數(shù)的組合來適合特定生產(chǎn)需要的鉆頭?,F(xiàn)代的整體硬質(zhì)合金鉆頭無論是主切削刃、副切削刃、刀尖角處理、橫刃及其修磨方式、頂角、螺旋角、冷卻孔甚至裝夾方式都能有很豐富的變化,一般的鉆頭用戶對這諸多細節(jié)應(yīng)該說是缺少了解的。
老楊曾就鉆頭使用中的一個普遍而影響深遠的問題與幾位業(yè)內(nèi)人士進行過討論,這個問題就是鉆頭鉆削時的斷屑問題。對鉆削而言,如果斷屑不好切屑很容易在鉆頭的容屑槽里纏繞,從而堵塞容屑槽并造成鉆頭擰斷。但大多數(shù)業(yè)內(nèi)鉆頭使用者對鉆頭的斷屑過程都缺乏了解,由于鉆頭的卷屑、斷屑過程大多在被鉆的孔中看不到而缺乏認識。這種情況就容易造成在選擇鉆頭上陷于盲目,在使用上也容易犯迷糊。《數(shù)控鉆頭選用全圖解》選用了住友電工在培訓(xùn)客戶時所到的高速攝影的視頻,截圖分別得出鉆頭卷屑、斷屑的典型過程,以幫助鉆削使用者更好地了解鉆削的核心過程。冠齒鉆這個章節(jié)也有些特別。首先是這類換頭的鉆頭及其頭部都沒有比較統(tǒng)一的命名。我選用的“冠齒鉆”這個名字就是根這種鉆頭是把“刀齒”當做帽子(冠)戴在鉆頭的頭部而作出的,而將帶有“刀齒”的“冠”即刀頭稱為“齒冠”。這類鉆頭“冠齒”的方式很多,但幾乎各不相同。老楊試圖解讀各種“冠齒”方式的長處和短處:定位方式、夾緊方式、冷卻通路、排屑通路、操作便利性等等。而“齒冠”部分則是與整體硬質(zhì)合金鉆頭極其類似。而“冠齒鉆”最終的使用效果,既與“齒冠”有關(guān),也與“冠齒”的方式有關(guān),還與用戶的使用方法有關(guān),但老楊期望讀者能從中了解到各個因素的作用。可轉(zhuǎn)位鉆頭則是老楊相對輕松的章節(jié)。與可轉(zhuǎn)位車刀、可轉(zhuǎn)位銑刀類似,這方面資料還比較多,老楊把這些資料進行了有序組合。深孔鉆章節(jié)也很有意思。老楊把這部分的重點放在了槍鉆上,對槍鉆的結(jié)構(gòu)及其選用介紹了多個公司的多種結(jié)構(gòu),希望對槍鉆的使用者有益。
在撰寫《數(shù)控鉆頭選用全圖解》的選刀案例時,老楊這次選用了一家國內(nèi)的整體硬質(zhì)合金鉆頭領(lǐng)導(dǎo)者蘇州阿諾的案例。在這一部分,蘇州阿諾的柯亞仕博士很自豪地介紹了多刃溝階梯鉆,這種鉆頭不易造成切屑纏繞,加工安全性更高,但柯亞仕自豪地告訴老楊,這種鉆頭在中國市場能供貨的屈指可數(shù)——一些大牌的刀具商所供應(yīng)的階梯鉆很多也沒有做到。老楊也為蘇州阿諾點贊,為國內(nèi)品牌點贊。國內(nèi)廠商能夠提供解決方案從無到有,從少到多,正在越來越好。
今明兩年,老楊還計劃就數(shù)控孔精加工刀具(鉸刀、拉刀、粗鏜、精鏜、運動刀具等)和數(shù)控成形加工(螺紋、齒輪、成形加工)的選用繼續(xù)努力,也愿意看到更多的國內(nèi)外廠商能夠與老楊一起幫助刀具使用者選好刀、用好刀。
切削技術(shù)網(wǎng)站首席執(zhí)行官 楊 曉