《数控钻头选用全图解》撰写记 专栏 COLUMN

2016 年已经过去，2017 的脚步已经踏入了我们的生活。近来，无论是行业协会还是各个刀具企业，都在总结2016 年过得怎样，同时作自己的2017 年的展望。而对于老杨而言。2016 年最主要的成果，无疑是完成了《数控钻头选用全图解》的撰稿。

这已经是“数控刀具选用全图解”系列的第三本了。在这之前，机械工业出版社已于2014 年9 月出版的《数控车刀选用全图解》，以及2015 年11 月出版的《数控铣刀选用全图解》，都获得了不错的效果。据机械工业出版社的消息《数控车刀选用全图解》的首印已于半年前售罄开机重印，《数控铣刀选用全图解》一书的首印也即将售罄于2016 年年底，2017 年年初安排重印。

新写完的《数控钻头选用全图解》与前面已经出版的两本有些不同，撰写时有不少困难。第一本的《数控车刀选用全图解》的重点是内外圆车刀，这类刀具主要是国际标准的刀杆与刀片，各家厂商的资料都很齐全，刀片的结构分析资料也比较丰富，老杨撰写也就比较容易。这本书的另外几个部分如车槽与切断刀、螺纹车刀虽然不是完全通用的国际标准，但大多差别并不显著，各公司的产品结构也大多大同小异。应该说，撰写过程比较顺利。

第二本的《数控铣刀选用全图解》显现了一些困难。众所周知，无论是可转位铣刀还是整体硬质合金铣刀，大多互不通用，还是有不小的差异。但这本书的重点是面铣刀。因为数控面铣刀的主要都是可转位铣刀，也是老杨在服务瓦尔特的8 年间打交道较多的刀具品种，也积累了不少资料，加上合作的厂商正是老杨之前服务的瓦尔特刀具，这部分还算比较顺利。只是令很多专业人士也望之头痛的铣削平均切削厚度问题，如何让普通的铣刀用户了解和得出数值，还是颇费一番思量，最后老杨分直线切削刃和圆弧切削刃，用图表的方式介绍了这一概念及其使用。

《数控铣刀选用全图解》一书撰写的主要困难是整体硬质合金铣刀。这种类型的铣刀是铣削中与可转位铣刀可以相提并论的一种刀具类型。老杨在图解了可转位面铣刀之后的立铣刀环节，就重点解读了整体硬质合金立铣刀。与其他整体硬质合金刀具类似，这类铣刀的培训资料极少，大部分整体硬质合金铣刀的制造商都没有给出多少可供用户理解的技术资料。估计老外们担心业内有人使用与他们类似的五轴数控磨床山寨他们的产品，对这些整体硬质合金铣刀的技术节半推半就，不愿详解。老杨不得不就此与曾在荷兰Jabro总部服务的山高刀具中国技术总监苏国江进行过一系列的讨论，也与肯纳金属集团内威迪亚刀具专家李文清研讨，他们都对整体硬质合金铣刀有较为深入的了解。老杨当然不是要寨哪一家的铣刀，只是为了用户在选用这些刀具的时候能够知其然还知其所以然，不至于盲目选刀以至选错用错。虽然给这一章节安排的篇幅有限，但老杨相信这一章节是老杨看到的对整体硬质合金铣刀细节结构介绍特别全面的资料。新写完的《数控钻头选用全图解》则与前面两本都很多不同。

虽说这本书各花一个章节来介绍冠齿钻（即换硬质合金头的钻头）、可转位钻头（又称浅孔钻或U 钻）以及深孔钻，但这本书的重点无疑是整体硬质合金钻头。这也与整体硬质合金钻头在数控钻削中所占的地位相符合。但与整体硬质合金铣刀类似，整体硬质合金钻头的技术资料也少之又少。加上整体硬质合金钻头的槽型和刃口结构变化多端，钻头截面与排屑空间又有难以调和的“矛盾”，在选用上真是有不少难点。

说起钻头，老杨在上海工具厂曾经服务近20 年，其中大约有近10 年的时间是从事其高速钢直柄麻花钻和高速钢锥柄麻花钻的制造。虽说这两种麻花钻是该厂当年仅有的2个获得国家产品质量金质奖的产品，但说实话老杨当时对麻花钻使用的了解并不多。我们致力于改进的，是与性能评价和产品寿命试验有关的中碳钢、3 倍孔深、盲孔这一条件下按规定切削速度和进给量的表现，至于用户怎么使用这些钻头，尤其是客户在用他们钻其他钢材、铸铁、不锈钢、铜或铝等有色金属时是不是合适，以及如何使用等，老杨很惭愧地说当时真不了解。今年春节前在上海市金属切削技术协会的新春茶话会上，老杨与曾担任过上海工具厂有限公司副总经理兼技术工作负总责的许辉聊起，才明白这种情况也曾算是一种普遍现象。

现在的整体硬质合金钻头与高速钢麻花钻的生产模式完全不同，它不像高速钢麻花钻尤其采用热塑成型工艺时每次一个批量能生产几千支，现代的整体硬质合金钻头的经济批量要低很多，生产几十支甚至十几支都不是问题。这就提供了我们能很有针对性地去选择各种几何参数的组合来适合特定生产需要的钻头。现代的整体硬质合金钻头无论是主切削刃、副切削刃、刀尖角处理、横刃及其修磨方式、顶角、螺旋角、冷却孔甚至装夹方式都能有很丰富的变化，一般的钻头用户对这诸多细节应该说是缺少了解的。

老杨曾就钻头使用中的一个普遍而影响深远的问题与几位业内人士进行过讨论，这个问题就是钻头钻削时的断屑问题。对钻削而言，如果断屑不好切屑很容易在钻头的容屑槽里缠绕，从而堵塞容屑槽并造成钻头拧断。但大多数业内钻头使用者对钻头的断屑过程都缺乏了解，由于钻头的卷屑、断屑过程大多在被钻的孔中看不到而缺乏认识。这种情况就容易造成在选择钻头上陷于盲目，在使用上也容易犯迷糊。《数控钻头选用全图解》选用了住友电工在培训客户时所到的高速摄影的视频，截图分别得出钻头卷屑、断屑的典型过程，以帮助钻削使用者更好地了解钻削的核心过程。冠齿钻这个章节也有些特别。首先是这类换头的钻头及其头部都没有比较统一的命名。我选用的“冠齿钻”这个名字就是根这种钻头是把“刀齿”当做帽子（冠）戴在钻头的头部而作出的，而将带有“刀齿”的“冠”即刀头称为“齿冠”。这类钻头“冠齿”的方式很多，但几乎各不相同。老杨试图解读各种“冠齿”方式的长处和短处：定位方式、夹紧方式、冷却通路、排屑通路、操作便利性等等。而“齿冠”部分则是与整体硬质合金钻头极其类似。而“冠齿钻”最终的使用效果，既与“齿冠”有关，也与“冠齿”的方式有关，还与用户的使用方法有关，但老杨期望读者能从中了解到各个因素的作用。可转位钻头则是老杨相对轻松的章节。与可转位车刀、可转位铣刀类似，这方面资料还比较多，老杨把这些资料进行了有序组合。深孔钻章节也很有意思。老杨把这部分的重点放在了枪钻上，对枪钻的结构及其选用介绍了多个公司的多种结构，希望对枪钻的使用者有益。

在撰写《数控钻头选用全图解》的选刀案例时，老杨这次选用了一家国内的整体硬质合金钻头领导者苏州阿诺的案例。在这一部分，苏州阿诺的柯亚仕博士很自豪地介绍了多刃沟阶梯钻，这种钻头不易造成切屑缠绕，加工安全性更高，但柯亚仕自豪地告诉老杨，这种钻头在中国市场能供货的屈指可数——一些大牌的刀具商所供应的阶梯钻很多也没有做到。老杨也为苏州阿诺点赞，为国内品牌点赞。国内厂商能够提供解决方案从无到有，从少到多，正在越来越好。

今明两年，老杨还计划就数控孔精加工刀具（铰刀、拉刀、粗镗、精镗、运动刀具等）和数控成形加工（螺纹、齿轮、成形加工）的选用继续努力，也愿意看到更多的国内外厂商能够与老杨一起帮助刀具使用者选好刀、用好刀。

                     切削技术网站首席执行官　杨 晓