群鉆的創(chuàng)新與發(fā)展的歷程

　　鉆孔在金切加工中所占比例較大，僅次于車削。在實(shí)心材料上打孔的主要刀具是麻花鉆。麻花鉆的使用往往是孔加工的關(guān)鍵工序霸碰，因?yàn)閿U(kuò)孔、鏜孔郁表、鉸孔囱蕴、拉孔的形位誤差直接與鉆孔的精度有關(guān)，保證鉆孔精度砂两、提高鉆孔效率、延長鉆頭壽命是合理使用舞轧、改革鉆頭的目標(biāo)涩霞。幾十年來我國金切工作者積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)弃舒，涌現(xiàn)出許多鉆頭大王烁峭、勞動模范娇昙，為祖國金切加工洁墙、社會主義建設(shè)事業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)审陌。

　　20世紀(jì)五六十年代的麻花鉆的材料基本上是高速鋼宜裂，受材料熱硬性能的限制樊鲁，切削速度一般均在20～30m/min投嫂。工人師傅對麻花鉆的改革只能是刃型的變化。

　　1958年我參加了上赫嵬科技協(xié)會的活動川梅，在金切大組活動中協(xié)助大組長上海鍋爐廠全國勞模李福祥師傅繪制鉆頭圖，總結(jié)編寫資料然遏。我曾邀請李福祥師傅到我當(dāng)時(shí)任教的上海機(jī)器制造學(xué)校傳授經(jīng)驗(yàn)贫途，當(dāng)場磨了一套17把鉆頭，作為我們學(xué)習(xí)推廣的樣板待侵，同時(shí)我就在講刀具課程中作了介紹丢早。17把鉆頭主要鉆型有分屑鉆、綜合鉆秧倾、雙重怨酝、三重頂角鉆、薄板鉆那先、紫銅鉆农猬、平頭鉆、復(fù)合鉆等胃榕。李福祥鉆型手工刃磨比較容易掌握盛险，工人師傅很是喜歡，流傳了幾十年勋又，直至今天在有些中小企業(yè)中仍有師傅們使用颅婴。可惜1963年李福祥師傅在嘉定科技大學(xué)學(xué)習(xí)期間患白血病葡料，過早地離開了我們汗钳，17把鉆頭也在文革期間被紅衛(wèi)兵收去，值得欣慰的是李福祥改革的鉆型一直留在我的心中佃贞。

　　我曾使用磺瓤、推廣過的李福祥鉆有：①分屑鉆：適合鉆中等尺寸以上的鋼件，具有較好的分屑隶俄、排屑效果设连。②綜合鉆：磨出90°～120°雙頂角椅豆，雙重大后角，橫刃修磨得較窄且鋒利蛀蜀，適合打鑄鐵沽叠。1964年我到上海重型機(jī)器廠，見到顧振海師傅使用φ48mm綜合鉆打鑄鐵报斗，進(jìn)刀量已達(dá)到2.2mm/r的強(qiáng)力鉆孔水平菊榨。③薄板鉆：磨出三尖，中心定位夫啊，外刃套料函卒，鉆出孔圓整。④平頭鉆：用鉆尖定心撇眯，兩主刃鉆出180°的平底面报嵌，相當(dāng)于擴(kuò)平臺。

　　1953年叛本，倪志福將鉆頭創(chuàng)造性地磨出內(nèi)凹圓弧刃沪蓬，解決了硬鋼板的鉆削問題。此后倪志福鉆頭就在北方得到了推廣来候。1956年我見到倪志福跷叉、于啟勛等發(fā)表的資料(《機(jī)械工人》1956年第12期)，當(dāng)時(shí)就照著圖樣刃磨营搅，并引入到課堂云挟。經(jīng)過53型、56型转质、58型到64型已比較成熟园欣。1964年在北京科學(xué)會堂，倪志福代表中國工人階級宣讀了倪志福鉆頭論文埠限，從理論上分析了倪志福鉆頭刃型的優(yōu)點(diǎn)幔膝。1965年5月14日在全國工具展覽會上我聽了倪志福的報(bào)告，在學(xué)習(xí)班上我買了兩只鉆頭向倪師傅學(xué)習(xí)旦珊，掌握了手工刃磨的要領(lǐng)(磨圓弧刃只能平動抑驹，修橫刃要邊轉(zhuǎn)邊進(jìn)刀，最終達(dá)到所需的位置)昵诅。此后40多年一直沒有間斷學(xué)習(xí)盈侣、應(yīng)用、推廣貌梦、研究群鉆瘩穆。1967年在校辦工廠我操作Z35搖臂鉆床，加工45鋼φ39mm×180mm液壓缸時(shí)尸饵，使用f =0.9mm/r, n =180r/min自驹，提高工效4倍乘儒，同時(shí)也對64型鉆尖強(qiáng)度不足的問題作了改進(jìn)。

　　1968年陳壁光將第一版《群鉆》書稿帶到上海饿呢，我花了三天連續(xù)精讀一遍脖旱，并做了筆記，記錄要提出的問題介蛉，并在大隆機(jī)器廠舉辦了上海第一屆群鉆推廣學(xué)習(xí)班。學(xué)習(xí)班脫產(chǎn)7天溶褪，上午講課币旧，下午在車間刃磨、鉆孔實(shí)踐猿妈。我?guī)е倚墓ご筚I來的鉆削測力儀吹菱，比較倪志福、李福祥等鉆頭的軸向力和轉(zhuǎn)拒彭则，同時(shí)也測試大家磨的鉆頭鳍刷，比較哪個(gè)人磨的最輕。記得當(dāng)時(shí)培養(yǎng)了大隆機(jī)器廠王毛毛等20位鉆工師傅俯抖，基本學(xué)會手工刃磨倪鉆输瓜。倪志福基礎(chǔ)鉆型的發(fā)展芬萍，以67型為基礎(chǔ)尤揣，北京群鉆小組根據(jù)加工件不同材料、不同結(jié)構(gòu)她忱、不同工藝要求經(jīng)過多年的試驗(yàn)蝇莲，研究出鑄鐵鉆、黃銅鉆园秫、紫銅鉆闭腊、鋁合金鉆、不銹鋼鉆峡稿、小孔鉆哀呕、精孔鉆、毛坯擴(kuò)孔鉆等系列群鉆鉆型秧朝。

　　第一版《群鉆》在上毫炷科技出版社定稿時(shí)，倪志福噩振、陳壁光住在上海兩個(gè)月痘涧。我被市革會點(diǎn)名調(diào)出兩個(gè)月，跟隨倪志福钻寿、陳壁光學(xué)習(xí)纤壁，同時(shí)反映上海推廣中的問題與建議左刽。在書稿討論修改完畢后，我們還安排了倪志福到閔行電機(jī)廠等地表演酌媒。磨刀間人太多欠痴，為減少倪師傅的勞累，記得我還為他粗磨秒咨，倪師傅再修一下留給來看的師傅們做樣子喇辽。表演受到眾多工人師傅的歡迎。此后幾十年來我在上海金切協(xié)會雨席、華東區(qū)應(yīng)邀走訪過20多個(gè)單位菩咨，參與技術(shù)攻關(guān)、表演陡厘、推廣抽米、講學(xué)直到退休。

　　北京永定機(jī)械廠群鉆小組的陳壁光糙置、柳德春等師傅經(jīng)過長期的試驗(yàn)云茸、研究，總結(jié)國內(nèi)外鉆頭革新的經(jīng)驗(yàn)谤饭，不斷取得一個(gè)個(gè)成果么鹊。群鉆小組先后于1968年撰寫了第一版《群鉆的實(shí)踐與認(rèn)識》，1979年撰寫了《群鉆新集》和月，1982年撰寫了第二版《群鉆》呐品，直到1999年倪志福、陳壁光撰寫了第三版《群鉆——倪志福鉆頭》等專著逸铆，才為群鉆的發(fā)明垒汉、創(chuàng)新劃上了一個(gè)圓滿的句號。群鉆為發(fā)展祖國孔加工事業(yè)苦钱、并使鉆型的改革走向國際做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)盛闻。1965年倪志福鉆頭受到國家的科技發(fā)明獎勵，1986年獲得聯(lián)合國世界知識產(chǎn)權(quán)組織的金質(zhì)獎狀和獎?wù)拢?001年12月倪志福獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的新型實(shí)用專利(ZL01220344.0)避晾。

　　群鉆系列鉆型的創(chuàng)新與發(fā)展首先來自實(shí)踐悼晨，在鉆孔過程中不斷通過刃磨改進(jìn)，進(jìn)而再做科學(xué)實(shí)驗(yàn)啥匀、理論分析與研究蛙梆，集結(jié)了群眾智慧的結(jié)晶。群鉆的推廣培養(yǎng)了一大批掌握群鉆刃磨技術(shù)的師傅催首，為解決鉆孔難題扶踊，提高鉆孔質(zhì)量與效率，創(chuàng)造更多的社會效益做出了巨大貢獻(xiàn)。我們推廣的主要鉆型有64型秧耗、67型备籽、精孔鉆、毛坯擴(kuò)孔鉆分井、半孔鉆车猬、黃銅鉆、鋁合金鉆及不銹鋼鉆等尺锚。

　　四川資陽益華工業(yè)科技有限公司肖大益先生1990年研制成功具有群鉆刃磨功能的萬能工具磨床珠闰，1996年又研制成功群鉆鉆尖刃磨機(jī)，用以代替手工刃磨缩麸，提高了群鉆刃磨精度铸磅。

　　群鉆機(jī)械刃磨的實(shí)現(xiàn)，是促進(jìn)群鉆產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路杭朱。21世紀(jì)初，海南高超鉆頭有限公司總經(jīng)理周安善先生自行研制了群鉆刃磨設(shè)備洁拓，形成了具有大批量刃磨群鉆鉆尖的能力窑笑。2001年海南高超鉆頭公司組織國內(nèi)專家做了評定，申請到國家科委“鍍膜群鉆”列項(xiàng)資助挑蚕。周安善寫的論文《多刃尖麻花鉆的標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)化》獲得中國機(jī)械工業(yè)金屬切削刀具技術(shù)協(xié)會優(yōu)秀論文獎勵综界。高超鉆頭有限公司刃磨的群鉆已逐漸推向國內(nèi)、外市場撵晨。

　　早在1985～1992年間贴祷，湖南大學(xué)林丞、曹正權(quán)等教授先后發(fā)表了群鉆數(shù)學(xué)模型及其刃磨參數(shù)計(jì)算攒筛、變螺距螺旋面鉆尖數(shù)學(xué)模型等論文胎汁，成功地解決了群鉆數(shù)學(xué)模型的求解問題，為麻花鉆尖CAD/CAM鸳辈、高性能群鉆刃磨機(jī)的設(shè)計(jì)提供了必要的條件究勺。我也曾看到北航陳鼎昌教授帶領(lǐng)博士研究生多年來研制的數(shù)控群鉆刃磨機(jī)的博士論文。湖南大學(xué)胡思節(jié)等教授和工程技術(shù)人員2004年研制成功了5軸數(shù)控鉆尖磨床崩旱。群鉆的數(shù)控刃磨機(jī)的出現(xiàn)酱劫，為國產(chǎn)群鉆現(xiàn)代化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，從此就可完全克服手工或用刃磨夾具依靠經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整椒涯、難以達(dá)到刃磨準(zhǔn)確的缺點(diǎn)柄沮。

　　2005～2006年，為解決上海理工大學(xué)附屬工廠加工核電蒸汽發(fā)生器管子支撐板的鉆孔任務(wù)废岂，我在不銹鋼斷屑群鉆的基礎(chǔ)上祖搓，經(jīng)多次刃磨與鉆孔試驗(yàn)，進(jìn)一步改革了刃型參數(shù)泪喊，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)的計(jì)算棕硫，成功地用濟(jì)南博特威生產(chǎn)的鉆頭磨床機(jī)磨出具有準(zhǔn)確參數(shù)的不銹鋼鉆型髓涯，到達(dá)穩(wěn)定斷屑的效果，實(shí)現(xiàn)了一次精鉆法國冶煉的Z0Cr13不銹鋼板的任務(wù)哈扮，工效提高一倍纬纪。為了總結(jié)、交流經(jīng)驗(yàn)滑肉，我在2006年10月第二屆中國刀協(xié)切削技術(shù)高層論壇會上發(fā)表了論文《不銹鋼斷屑鉆的切屑形態(tài)與控制》包各，得到業(yè)內(nèi)人士的好評，在切削技術(shù)等網(wǎng)站上廣泛流傳靶庙。在群鉆優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中问畅，我發(fā)現(xiàn)過去的多刃尖群鉆某些參數(shù)之間存在著相互制約的關(guān)聯(lián)，有些鉆型還需補(bǔ)充必要的獨(dú)立參數(shù)才能準(zhǔn)確地磨出來汁眶】钗考慮到鉆型中的設(shè)計(jì)參數(shù)、工藝參數(shù)亮翁、以及刃磨后生成的參數(shù)饭里，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，就可獲得最佳的前角分布與刃口強(qiáng)度并臊，使得引鉆定心能力更好健乾，軸向阻力更小，鉆尖更鋒利帆疚，達(dá)到穩(wěn)定可靠的斷屑煌害。我將這些鉆型數(shù)據(jù)提供給寧波華刃工具有限公司作為廠標(biāo)準(zhǔn)，命名為“華刃群鉆”和“金華刃群鉆”养烙，并開始了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)芦惧。同時(shí)把群鉆進(jìn)一步優(yōu)化的結(jié)果申請了兩個(gè)實(shí)用新型專利，已于2009年7月8日由國家專利局發(fā)出了公告(ZL200820165518.0, ZL200820165519.5)纤悉。

　　2007年華刃工具有限公司與深圳金鉆工具制造技術(shù)有限公司合作蔬咬，我兩次到深圳，以華刃生產(chǎn)的鉆頭為基礎(chǔ)沐寺，利用該公司研制的5軸數(shù)控鉆尖磨床林艘，精確地磨出一批“金華刃群鉆”，送法國帝沃龍公司在西班牙的檢測中心測試的結(jié)論是：從外觀混坞、精度和切削上都很好(brilliant)狐援，成為國產(chǎn)的工業(yè)級群鉆系列產(chǎn)品打入國際市場一次成功的嘗試。

　　可以這樣說究孕，目前我們已經(jīng)能夠根據(jù)加工需要啥酱，設(shè)計(jì)出更合理、更完善的鉆尖參數(shù)，使用半(全)自動數(shù)控鉆尖磨床镶殷，高效禾酱、精確地大批量生產(chǎn)多刃尖群鉆系列產(chǎn)品，群鉆的進(jìn)一步研究绘趋、推廣颤陶，從硬件到軟件均可提供持續(xù)發(fā)展的需要。我國發(fā)明的群鉆静冯，必將在國內(nèi)外市場中占有一定地位肿功。

　　麻花鉆除了鉆型以外，在槽型方面也在不斷創(chuàng)新狱鼎。20世紀(jì)70年代江西工具廠就研制生產(chǎn)了拋物線齒背的深孔麻花鉆卸矾。群鉆的刃型與深孔麻花鉆的結(jié)合，取得的效果更好篷浅。由于鉆芯厚填庄，剛性好，在保持刀齒強(qiáng)度下獲得了最大的容屑空間客娱，通過合理地修磨橫刃食土，磨出大頂角、內(nèi)凹圓弧刃的群鉆更有利于排屑屿拴，可鉆到長徑比達(dá)15的深孔，工作壽命為普通麻花鉆的3～4倍浴魏。

　　隨著我國高速深磨技術(shù)的成熟笤茴，內(nèi)冷卻的麻花鉆相繼提供市場。20世紀(jì)末以來整體硬質(zhì)合金內(nèi)冷卻麻花鉆已較多用于加工鑄鐵與鋼件文宜。焊接刀頭的硬質(zhì)合金鉆頭可降低鉆頭成本涕癣，可多次重磨，機(jī)夾不重磨鉆頭也正在開始應(yīng)用前标。

　　21世紀(jì)以來坠韩，鑲裝齒冠的機(jī)夾硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆頭，使用新的TiAlN涂層刀片炼列，可大大提高鉆孔效率只搁，能使用100m/min的切削速度，0.25～0.3mm/r的進(jìn)刀量俭尖。目前使用硬質(zhì)合金高速鉆孔已不局限于鑄鐵件加工氢惋，實(shí)踐證明，合金鋼稽犁、不銹鋼特別是硬度較高的調(diào)質(zhì)鋼焰望，采用硬質(zhì)合金高速鉆孔是較好的工藝方案，鉆孔效率得到大幅度的提高。

　　2009年上海理工大學(xué)附屬工廠定制了多軸大型數(shù)控鉆銑加工機(jī)熊赖，選用高速內(nèi)冷来屠、機(jī)夾鉆頭加工工藝，估計(jì)加工效率可再提高10倍咱窜。如何在這些場合發(fā)揮群鉆的優(yōu)越性囚请，研究適合硬質(zhì)合金高速鉆孔的刃型，以及這些鉆型的刃磨工藝等牺幻，均可列為今后研究的課題复罕。我相信群鉆的研究、發(fā)展必將持續(xù)地發(fā)展下去魂拢，不斷為祖國成為制造強(qiáng)國做出新的貢獻(xiàn)塑业。

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