肯納新型鉆頭助風電制造業(yè)更好發(fā)展

　　追求更低的碳排放，是人類社會共同的責任。尤其是在金融危機背景下，以風電、太陽能、核能為主的新能源領(lǐng)域更是呈現(xiàn)*火爆局面。在可再生能源開發(fā)中，風力發(fā)電是除水能外，技術(shù)*為成熟、*具大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)開發(fā)條件的發(fā)電方式，因此，大規(guī)模發(fā)展風電是中國可再生能源利用的主要方式之一。 
    從技術(shù)成熟度與運營實際效果來看，風電無疑成為暫時的領(lǐng)跑者。

　　然而，有分析人士指出，由于風電投資快速增加，致使世界風機供不應求，進而使國內(nèi)外風機價格不斷上漲，加大了風電投資成本，影響了投資收益。這種現(xiàn)象需要中國企業(yè)更快地制造出符合需要的、價格更合理的風機。

　　這就需要中國風電設(shè)備制造企業(yè)及相關(guān)裝備供應商的共同努力。

　　筆者*近看到的一個案例，可以說明刀具企業(yè)應當成為、也可以成為中國風電行業(yè)發(fā)展的助推器中的一員。在決定風電設(shè)備制造效率、制造成本及制造質(zhì)量等各方面的因素中，刀具*是其中個頭不大、但極其重要的一環(huán)。

　　國內(nèi)有一個為風機加工回轉(zhuǎn)支承的知名企業(yè)，需要在為風機提供的回轉(zhuǎn)支承中，一種用于連接風葉和機頭的槳葉支承和風機上的另外一些支承，都需要上鉆許多個孔，以便再安裝時讓螺栓能夠順利通過。這家企業(yè)以前使用德國一家以孔加工刀具而著稱的企業(yè)的一種鉆頭。這種鉆頭的中間是一個標準的定心鉆，外圍由一個內(nèi)刀片和一個外刀片搭接成完整的切削刃，從而形成從中心到外圓的完整的切削功能。并且，這種鉆頭的頭部還有兩個支撐塊，可以改善鉆削時的定心能力和穩(wěn)定性。

　　這的確是個不錯的加工方案：中間的定心鉆在相當程度上解決了可轉(zhuǎn)位鉆頭中心刃切削條件惡劣的問題，使孔鉆入時的穩(wěn)定性比可轉(zhuǎn)位鉆頭大有提高，而外圍的兩個交錯齒的刀片又使加工的經(jīng)濟性得到改善--如果采用整體硬質(zhì)合金鉆頭，價格一定相當驚人--畢竟其直徑已經(jīng)達到了33mm。

　　但是，回轉(zhuǎn)支承的制造企業(yè)發(fā)現(xiàn)，該鉆頭的定心鉆在鉆入表面時還是顯得不那么好，而且有時會發(fā)生折斷現(xiàn)象，這對于他們生產(chǎn)的穩(wěn)定性是一個威脅：他們需要始終有人留意著這個鉆頭，一旦發(fā)現(xiàn)折斷就立刻采取措施--停機更換定心鉆。一旦延遲，會禍及那兩個可轉(zhuǎn)位刀片甚至是刀體。

　　另外，他們對孔的表面質(zhì)量也不盡滿意。雖說這只是一個螺栓通過用的孔，但表面質(zhì)量一旦差了，他們的用戶驗收時手指一摸，覺得毛毛躁躁的，頗有微詞。他們也希望為他們自己的客戶創(chuàng)造更好的客戶感受。

　　有沒有更好的解決方案呢？

　　2009年的春節(jié)過后，他們遇到了肯納金屬的一位工程師�？霞{的工程師根據(jù)他所了解的，向這家回轉(zhuǎn)支承生產(chǎn)上推薦了肯納金屬*新的產(chǎn)品KSEM PLUS™模塊化鉆頭。據(jù)他介紹，KSEM PLUS™模塊化鉆頭, 結(jié)合了肯納原有的KSEM模塊化鉆頭高進給、大長徑比的切削能力, 和眾所周知肯納SE鉆尖優(yōu)越的鉆入能力，在國外能源行業(yè)的試驗應用中已經(jīng)體現(xiàn)出了其*的能力，有些案例的加工效率的提升超過了原有效率的100%。 

 

肯納金屬的中國銷售部門的技術(shù)經(jīng)理介紹說，KSEM PLUS™由鋼制鉆體和高強度的整體硬質(zhì)合金SE鉆尖組成。它的鉆體帶中心內(nèi)冷孔, 在允許*大流量冷卻液通過刀具的同時保持剛性。SE鉆尖和刀片的螺旋槽略微分開，從而使得排屑更順暢并保持剛性。
它的刃帶和后角消除了鉆體和孔壁之間的切屑摩擦, 增加了鉆體的壽命并提高了孔的表面質(zhì)量。一支KSEM PLUS™鉆體能夠覆蓋一系列直徑范圍的鉆頭尺寸, 該款刀具適用于鋼、不銹鋼、鑄鐵和非鐵合金工件的孔加工。

　　據(jù)筆者分析，與用戶原來已經(jīng)使用的鉆頭相比，KESM PLUS™的優(yōu)勢正是在于其中心的SE整體硬質(zhì)合金鉆尖。SE鉆尖非常特別，它一改大部分鉆頭切削前角隨切削刃所在位置變化很大的缺陷，在整個切削刃上都有適合該處位置切削需要的切削前角。因此，自SE鉆頭被發(fā)明以來，一直是整體硬質(zhì)合金鉆頭中的佼佼者。肯納金屬這次在設(shè)計KSEM PLUS™鉆頭的過程中，將中間的鉆頭由原來普通的麻花鉆或者中心鉆、定心鉆更換成SE鉆尖，對于提高原有KSEM模塊式鉆頭的切削性能的確會非常有效。其次，KSEM PLUS™所用的SE鉆尖的直徑相對于其它的模塊式鉆頭中間的鉆削單元直徑更大，這樣一是提高了中心鉆削單元的強度，二是使可轉(zhuǎn)位刀片可以避免用搭接的方式構(gòu)成一個切削刃，而用兩個完全對稱的刀片構(gòu)成兩個切削刃，從而使切削刃的數(shù)量比其它許多產(chǎn)品增加了一倍。這樣，不管是在鉆頭中心還是在鉆頭外圓，KSEM PLUS™的切削能力都得到了很大的提升，加工效率能提高一倍也就不足為奇了。

    這個回轉(zhuǎn)支承的制造商決定提供一個機會，看肯納金屬的KSEM PLUS™鉆頭能否像他們介紹的那樣神奇，因為KSEM PLUS™的鉆刀體要比他們原先用的德國產(chǎn)品高約30%，而中心切削用的16mm的SE鉆尖竟然比原來5mm的定心鉆價格高出10倍多！

　　肯納金屬的那位工程師根據(jù)KSEM PLUS™的產(chǎn)品以及用戶機床、工件的特點對切削參數(shù)作了一些調(diào)整，切削速度比原來還略有下降(從原來的146m/min調(diào)整至136m/min)，但進給量的增加很大(由原來的0.086mm/r增加到了0.2mm/r)，*終加工時的進給速度增加的量超過的一倍(由原來的120mm/min增加到了260mm/min)，由此機床的加工費用下降了54%，年收益可達到約8.8萬元人民幣。

　　令人驚喜的是，在切削效率提高一倍多的情況下，刀具的消耗并沒有增加。刀具的壽命大約增加了4倍(由原來的81孔增加到現(xiàn)在的324孔，這是由整體硬質(zhì)合金鉆尖和硬質(zhì)合金刀片的壽命用加權(quán)換算的結(jié)果)，因此雖然KSEM PLUS™刀具本身價格較高，依然可為用戶創(chuàng)造出4.8萬元人民幣的收益。加上由于更換刀片次數(shù)減少帶來的時間成本、提高效率帶來的勞動力成本的降低等，KSEM PLUS™鉆頭能為這個年產(chǎn)3600件回轉(zhuǎn)支承的企業(yè)帶來將近14萬元人民幣的收益。

　　另外，據(jù)肯納金屬的那位工程師向筆者介紹，這個客戶現(xiàn)在的鉆孔加工過程比以前更為穩(wěn)定了：原來時有發(fā)生的中心鉆頭折斷的現(xiàn)象消失了；切屑的狀態(tài)也比以前更為理想了：原來的切屑是螺旋纏結(jié)狀的，常常會纏繞在鉆頭上，使操作者不得不停下來清理切屑，影響加工效率，而現(xiàn)在是1至2圈的短螺旋屑，非常容易清理；鉆孔的表面質(zhì)量提高了：粗糙度的數(shù)值比原來降低了一半，也就是整整提高了一個等級，客戶的滿意度也提高了。據(jù)筆者了解，因為鉆孔質(zhì)量的提高，用KSEM PLUS™鉆頭鉆孔能比原來的直徑小0.1mm，盡管兩者都在允許范圍之內(nèi)。也許這0.1mm顯得是那么地微不足道，但這種實體材料的增加，對于提高整個零件的強度有那么一點點好處的。我們在管理上常說細節(jié)決定成敗，這一個個微小的變化對于長期在比較惡劣環(huán)境下運行的風電設(shè)備會起到好的作用。

　　從上面的故事我們可以看到，對于風力發(fā)電設(shè)備的制造，一種好的刀具有可能既提高的加工效率，又降低加工的成本，還改善加工的質(zhì)量和加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。這樣的刀具肯定不止KSEM PULS?一種，但這樣的刀具無疑是有助于風電行業(yè)更快、更好的發(fā)展的。