鉆削加工的切削液供給專利技術(shù)分析

張仕聰

摘 要：文章借助于DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于鉆削加工時(shí)切削液供給結(jié)構(gòu)的專利文獻(xiàn)進(jìn)行了分析、整理，梳理了鉆削加工領(lǐng)域切削液供給方式的發(fā)展脈絡(luò)，重點(diǎn)研究了各個(gè)技術(shù)分支的發(fā)展歷程，研究方向包括核心專利申請(qǐng)及重要申請(qǐng)人等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：鉆頭；鉆削刀具；切削液；供給；冷卻；技術(shù)路線；技術(shù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：TG52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）17-0023-02

Abstract： With the help of DWPI database， this paper analyzes and arranges the patent documents on the supply structure of cutting fluid in drilling process at home and abroad， and traces the development of cutting fluid supply mode in drilling field， with the focus of the research on the development of each technical branch， and the research including the application for core patents and important applicants and other contents.

Keywords： drill bit； drilling tool； cutting fluid； supply； cooling； technical route； technical development

引言

鉆削加工是最常規(guī)的加工工序之一，在汽車(chē)制造行業(yè)，孔加工占的比重更是高達(dá)60%以上。鉆削過(guò)程會(huì)在產(chǎn)生切屑的同時(shí)伴隨著大量的切削熱。由于切削鉆頭通常在半封閉的狀態(tài)下加工，尤其當(dāng)待加工孔的長(zhǎng)徑比較大時(shí)，加工區(qū)內(nèi)排屑不暢極易產(chǎn)生切削熱不易擴(kuò)散的情況，將直接影響加工質(zhì)量和鉆頭的使用壽命。因此，在鉆孔加工時(shí)需要持續(xù)不斷地為加工區(qū)域供給充分的高壓切削液。而對(duì)加工區(qū)域的具體冷卻方式，與被加工孔的精度、表面粗糙度有很大的關(guān)系。

本文基于DWPI檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)近五十年來(lái)國(guó)內(nèi)外涉及關(guān)于鉆削加工領(lǐng)域切削液供給方法的專利申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析研究。鉆削加工時(shí)切削液供給方法旨在行之有效地為加工區(qū)域提供充足的切削液，通過(guò)對(duì)相關(guān)專利文獻(xiàn)的收集、標(biāo)引和整理可知，對(duì)鉆削加工時(shí)切削液供給方法的研究是在通用型切削液供給方法的基礎(chǔ)上伴隨著適用于鉆孔加工（特別是深孔加工）的專用型切削液供給方法而發(fā)展的。外供液式供液方法即是一種最常規(guī)、最通用的供液方式，通常不受加工形式的限制；而內(nèi)供液式供液方法是針對(duì)鉆削加工時(shí)的半封閉環(huán)境而形成的一種專門(mén)適用于該工況的供液方式，隨著技術(shù)的深入發(fā)展，對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)改進(jìn)也變得更加細(xì)節(jié)化。

1 對(duì)鉆削加工的切削液供給專利的統(tǒng)計(jì)及分析

本次檢索時(shí)間截止2017年05月，經(jīng)過(guò)檢索及篩選，排除機(jī)床結(jié)構(gòu)中關(guān)于冷卻、潤(rùn)滑的配置，最終確定的涉及對(duì)鉆頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)的切削液供給方案的全球?qū)＠暾?qǐng)共計(jì)1438項(xiàng)，其來(lái)自全球28個(gè)國(guó)家或地區(qū)的總計(jì)747位申請(qǐng)人。

1.1 申請(qǐng)量年度分布

圖1顯示了有關(guān)鉆削加工切削液供給技術(shù)申請(qǐng)量的年度分布，分別顯示了在全球范圍內(nèi)和中國(guó)范圍內(nèi)所述申請(qǐng)量的年度分布。從圖中反映出，在全球范圍內(nèi)，該類專利申請(qǐng)量總體呈上升趨勢(shì)。從1970年到上世紀(jì)80年代中期，專利申請(qǐng)量在小幅波動(dòng)中平緩上升，在此過(guò)程中，前蘇聯(lián)是主要申請(qǐng)國(guó)，隨著蘇聯(lián)的解體，全球?qū)＠暾?qǐng)量在90年代初期呈現(xiàn)了下降的趨勢(shì)；隨著日本工業(yè)的發(fā)展，1994年，日本關(guān)于鉆削加工切削液供給技術(shù)的專利申請(qǐng)量大幅增加，并在后續(xù)幾年內(nèi)都保持著世界第一的申請(qǐng)量；2000年左右，經(jīng)濟(jì)全球化的浪潮帶動(dòng)了全球范圍內(nèi)工業(yè)的發(fā)展，世界上主要工業(yè)國(guó)家都參與了對(duì)該領(lǐng)域的研究并申請(qǐng)了專利，中國(guó)從2005年開(kāi)始也參與了該領(lǐng)域的研究，并在2009年出現(xiàn)大量的專利申請(qǐng)，直接促進(jìn)了鉆削加工切削液供給技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)量的迅速增長(zhǎng)；到2016年，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)幾乎全部來(lái)自于中國(guó)。

1.2 申請(qǐng)的地域分布

圖2顯示了鉆削加工切削液供給技術(shù)專利申請(qǐng)的地域分布，從該圖中可看出，中國(guó)、日本、德國(guó)、蘇聯(lián)、美國(guó)、韓國(guó)和瑞典的專利申請(qǐng)總量占到全球申請(qǐng)量的90%。作為老牌工業(yè)大國(guó)，蘇聯(lián)在鉆削加工切削液供給技術(shù)的發(fā)展早期申請(qǐng)了不少專利，而日本、德國(guó)和美國(guó)作為世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)，是鉆削加工切削液供給技術(shù)的主要貢獻(xiàn)力量，隨著中國(guó)成為世界第一的制造業(yè)大國(guó)，鉆削加工作為基礎(chǔ)加工方式受到廣泛應(yīng)用，使用的頻繁性和廣泛性趨使人們對(duì)鉆削加工切削液供給技術(shù)產(chǎn)生了進(jìn)一步的思考與改進(jìn)，使中國(guó)在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量占據(jù)第一的位置。

1.3 核心專利

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中專利文獻(xiàn)的被引頻次數(shù)對(duì)本領(lǐng)域的專利申請(qǐng)進(jìn)行排序，列舉出被引頻次數(shù)在50次以上的專利申請(qǐng)，詳見(jiàn)表1。

統(tǒng)計(jì)鉆削加工切削液供給技術(shù)領(lǐng)域的專利被引頻次有助于為獲知該領(lǐng)域早期的研究熱點(diǎn)及發(fā)展走向，被引頻次數(shù)越高說(shuō)明與該專利相關(guān)的申請(qǐng)?jiān)蕉啵丛搶＠婕暗募夹g(shù)方案對(duì)行業(yè)的發(fā)展具有參照作用，相應(yīng)地也具有較高的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。表1中所列專利申請(qǐng)都涉及多個(gè)國(guó)家或地區(qū)，可見(jiàn)申請(qǐng)人對(duì)全球?qū)＠季值闹匾暎@也間接體現(xiàn)了這些專利申請(qǐng)具有潛在的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。同時(shí)，表1中被引頻次較高專利的申請(qǐng)人有SECO（山高）、GUEHRING（鈷領(lǐng)）、SUMITOMO（住友）、KENNAMETAL（肯納）、KOMET（高邁特）這些切削刀具生產(chǎn)研發(fā)的專業(yè)公司，也有KRUPP（克虜伯公司）、INFRANOR（瑞士瑞諾集團(tuán)）和BIJUR LUBRICATING（貝奇爾潤(rùn)滑公司）這些非專業(yè)刀具生產(chǎn)的大型企業(yè)，此外還存在少量的個(gè)人申請(qǐng)。申請(qǐng)人來(lái)源的廣泛性體現(xiàn)了鉆削加工切削液供給技術(shù)涉及領(lǐng)域較廣，并且研究門(mén)檻較低；申請(qǐng)人中專業(yè)刀具生產(chǎn)公司居多體現(xiàn)了鉆削加工切削液供給技術(shù)也是行業(yè)內(nèi)研究、專利布局、市場(chǎng)爭(zhēng)奪的重點(diǎn)。

2 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)鉆削加工切削液供給技術(shù)進(jìn)行了專利分析，對(duì)所得數(shù)據(jù)降噪、整理后得出了該技術(shù)申請(qǐng)量的年度分布圖、地域分布圖，找到了重點(diǎn)專利技術(shù)領(lǐng)域，關(guān)注研究了核心專利及重要申請(qǐng)人。對(duì)專利技術(shù)的分析一方面是為了關(guān)注行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，另一方面是為了服務(wù)專利審查業(yè)務(wù)，本文最后以實(shí)際案例的審查過(guò)程展現(xiàn)了專利分析的結(jié)果幫助審查員站位本領(lǐng)域技術(shù)人員的重要作用，確保了專利審查的公平公正，提高了審查效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙炳楨，等.現(xiàn)代刀具設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2014.

[2]李元坤.槍鉆鉆頭幾何參數(shù)對(duì)冷卻性能的影響[D].遼寧：大連工業(yè)大學(xué)，2013：1-7.

[3]李震.內(nèi)冷式麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計(jì)及有限元分析[D].黑龍江：哈爾濱理工大學(xué)，2012：1-13.