漫談麻花鉆百年不倒的輝煌

　　您知道全球每年要消耗多少支麻花鉆嗎？您可能不知道，我也不知道！要知道這個(gè)數(shù)字可能要比知道牛上到底長多少根毛還要難。但是，我了解到，每年僅我國出口高速鋼麻花鉆就有十多億支啊！如果把全球每年生產(chǎn)的所有麻花鉆統(tǒng)計(jì)在一起，不管是工業(yè)用的還是家用DIY的，大概不會(huì)少于65億支。也就是說，盡管許多人可能還不知道麻花鉆是何物，但是，平攤起來，地球上每人每年要消耗一支麻花鉆呢！

　　在金屬加工領(lǐng)域，一百多年來我們對(duì)麻花鉆的熱情和鐘愛始終沒有減弱。

　　盡管有文獻(xiàn)記載在1820年就存在有關(guān)麻花鉆應(yīng)用的事實(shí)，但真正把麻花鉆作為商品的卻公認(rèn)是在1864年，由美國機(jī)械師莫氏(StephenA.Morse)發(fā)明并生產(chǎn)推廣。

　　發(fā)明麻花鉆之前的鉆頭很簡單，大多象現(xiàn)在的扁鉆，頂端有二條刃，背部磨平用于排屑。記得小時(shí)侯家里請(qǐng)木匠來做家具時(shí)，當(dāng)時(shí)木匠就用這種鉆頭在木料上鉆孔。這也是我所接受的有關(guān)孔加工的第一次啟蒙教育。

　　140多年前，莫氏在鉆頭二條切削刃的前刀面處首次劃時(shí)代地磨成圓弧槽，保留其背部的其它部分。該槽沿著刀體外周螺旋狀似的伸向鉆頭柄部，這樣，鉆孔時(shí)刀刃處切削產(chǎn)生的切屑就可以順著槽輕易地被排到孔外。因?yàn)檫@種鉆頭的外形酷似小吃攤上的麻花，所以在中國就順理成章地被叫做麻花鉆。

　　與以前的鉆頭相比，麻花鉆的剛性和排屑性能等大大提高，這樣，孔的深度、精度以及加工效率也經(jīng)歷了歷史性的飛躍。

　　莫氏是一位很有商業(yè)頭腦的機(jī)械師，深知他的發(fā)明將是金屬孔加工領(lǐng)域的一次革命，所以很快在馬薩諸塞州的小鎮(zhèn)NewBedford成立了公司，大量生產(chǎn)麻花鉆。為了更好地解決麻花鉆的夾持問題，他又開發(fā)了莫氏錐柄。莫氏錐柄很快成為美國的標(biāo)準(zhǔn)，也很快被全球的工業(yè)界所接受。這相對(duì)次要的、但至今還在工廠里被大量使用的莫氏錐柄反而是人們知道莫氏這位偉人的主要來處。

　　于1877年在美國費(fèi)城舉辦的百年展覽會(huì)上，莫氏的刀具贏得了國際工業(yè)界的很大關(guān)注，他生產(chǎn)的麻花鉆很快暢銷全美，還大量銷往英國、德國和俄羅斯等歐洲大陸。直到今日，我們?cè)谑袌?chǎng)上依然可見這家具有140多年悠久歷史公司生產(chǎn)的麻花鉆。

　　麻花鉆就這樣迅速的發(fā)展起來了。不久，歐洲也開始生產(chǎn)麻花鉆。至今，在市場(chǎng)上經(jīng)常見到的德國品牌如Hartner,Stock,Guehring等公司就是在十九世紀(jì)八、九十年代成立的?？梢?，麻花鉆的發(fā)明和高速鋼材料的發(fā)展為當(dāng)時(shí)軍工產(chǎn)品的升級(jí)和換代發(fā)揮了重要作用。如果沒有這些產(chǎn)品，那么在第一次世界大戰(zhàn)、第二次世界大戰(zhàn)里使用的武器就沒有那么準(zhǔn)確和堅(jiān)固。品質(zhì)不斷提高的麻花鉆為工業(yè)革命以及現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展立下了汗馬功勞！

　　也許大部分人都會(huì)驚奇的發(fā)現(xiàn)，圖片中的麻花鉆怎么與目前市場(chǎng)上見到的麻花鉆從外形上幾乎一樣！140多年過去了，盡管我們做了許多重大的改進(jìn)，但是，在麻花鉆的外形和構(gòu)造上我們改動(dòng)得很少。這好象是他造好了大廈，我們無非只是在他的大廈里不斷地改進(jìn)裝修罷了。我們不得不佩服莫氏的功力啊。

　　但是，140多年來麻花鉆的性能還是經(jīng)歷了翻天覆地的變化。

　　首先，刀具材料的迅速發(fā)展為麻花鉆性能的大大提升提供了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。從工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷發(fā)展到超硬材料(PCD、CBN等)，刀具材料的每一次重大進(jìn)展都讓麻花鉆的性能提高了一大截。同樣加工鋼件，一百多年前麻花鉆的切削速度可能只能達(dá)到3m/min，而現(xiàn)在的硬質(zhì)合金涂層麻花鉆可達(dá)150m/min，陶瓷麻花鉆甚至可達(dá)300m/min！

　　其次，結(jié)構(gòu)的不斷改善也讓麻花鉆的功能更趨完美、更趨細(xì)化。切削、斷屑和排屑性能的好壞是評(píng)價(jià)麻花鉆設(shè)計(jì)是否合理的最重要標(biāo)準(zhǔn)。而排屑槽的形狀直接影響鉆頭的切削性能和斷屑性能。拋物線槽形曾很好解決了高速鋼鉆頭鉆削深孔問題，而綜合應(yīng)用內(nèi)冷、特殊槽形和槽拋光等技術(shù)可以在加工中心中把30D深孔一次連續(xù)加工完畢！

　　S刃型、波型刃、三尖鉆、多槽鉆、雙棱邊、增減螺旋角等等只是改善麻花鉆鉆孔性能的一些具體措施。1953年，當(dāng)時(shí)我國的優(yōu)秀技工倪志福帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種含三尖七刃的麻花鉆頭。這種能大大提高鉆削性能的麻花鉆后來被稱為“群鉆”。在現(xiàn)代金屬加工中，麻花鉆的槽形、刃形、倒錐、橫刃修磨類型、刃口處理等細(xì)節(jié)都必須根據(jù)機(jī)器性能、工件材料和孔的設(shè)計(jì)要求而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　眾所周知，孔加工是金屬加工中最難的工藝之一。不只是因?yàn)樗浅尚图庸?，更是因?yàn)殂@孔過程中切削刃深藏在孔內(nèi)，為切削刃的冷卻、斷屑和排屑增加了很多困難，尤其是深孔加工。盡管在工業(yè)化過程中也不斷地被開發(fā)出新的孔加工刀具以滿足特殊的孔加工要求，但是，麻花鉆自始至終是現(xiàn)代金屬孔加工中的主力軍，也從沒離開過她的輝煌?？梢赃@么說，只要有金屬加工工業(yè)的存在，就有麻花鉆的存在。