縱觀近十多年來的工業(yè)制造智能變遷過程，加工中心（機(jī)床）的自動化升級帶來了諸多益處。結(jié)合數(shù)字控制、傳感器輔助以及各類精密傳動技術(shù)，現(xiàn)代化的加工中心得以發(fā)揮出在準(zhǔn)度、速度、質(zhì)量保障等多個位面上的全面高效生產(chǎn)，并真正意義上地幫助制造商一線工程師“解放雙手”。在這種種的變化背后，作為耗材端的切削刀具則一直是加工中心核心部件的關(guān)鍵存在—刀具的質(zhì)量，如果具體拆分來說的話包含刀具的精度、耐用度、穩(wěn)定性及行業(yè)適用性—將會直接影響到加工件的最終效果和客戶的成本效益，無論在任何行業(yè)都是如此。地處福建廈門市的金鷺特種合金有限公司是中外合資的國家級高新技術(shù)企業(yè)，下屬的切削工具事業(yè)部為了躋身國內(nèi)領(lǐng)先的刀具產(chǎn)品供應(yīng)商，從2004年至今，始終深耕各類切削加工刀具的研發(fā)與實際應(yīng)用，在航空航天、能源重工、新能源汽車、3C電子等多個前沿行業(yè)的各類高端應(yīng)用領(lǐng)域，為國產(chǎn)刀具研發(fā)的技術(shù)積累和創(chuàng)新打下堅實基礎(chǔ)。

廈門金鷺特種合金成立于1989年，是廈門鎢業(yè)股份有限公司的骨干成員，在中國廈門、巴西、日本、德國及泰國等不同地區(qū)設(shè)有多個生產(chǎn)基地及銷售技術(shù)中心，全球員工總計3200多人。2021年度，廈門金鷺在疫情影響的大環(huán)境下逆勢而行，做到整體營收人民幣41億元，創(chuàng)下歷史最好的成績。其中，和鎢粉末事業(yè)部、合金事業(yè)一部、合金事業(yè)二部并稱為四大事業(yè)部的切削工具事業(yè)部自身擁有員工1100多人，從2009年的同安精密刀具工業(yè)園落地開始，在這十多年的發(fā)展下一躍成為整個公司的支柱業(yè)務(wù)?！暗毒哐邪l(fā)是一個擁有著較高學(xué)習(xí)門檻和技術(shù)壁壘的行業(yè)，”林亮亮，切削工具事業(yè)部研發(fā)總監(jiān)，自畢業(yè)后加入廈門金鷺以來自始至終都工作在研發(fā)相關(guān)的崗位上，參與了包括材料機(jī)理研究、硬質(zhì)合金到硬質(zhì)涂層的多個研究課題。目前，他負(fù)責(zé)切削工具事業(yè)部的研發(fā)團(tuán)隊管理與業(yè)務(wù)開發(fā)，“而中國市場約占全球切削刀具總額的20%到30%左右的體量，是一個群雄割據(jù)，兵家必爭之地。”

相比來自瑞典、日本和美國地區(qū)的刀具技術(shù)頭部集團(tuán)，中國企業(yè)的起步較晚，在一些傳統(tǒng)行業(yè)的切削應(yīng)用和技術(shù)沉淀都有著不小的差距。不同于一些其他工業(yè)產(chǎn)品的閉環(huán)研發(fā)思路，刀具本身既是機(jī)械加工中心的“牙齒”，又是一種講究單片成本的耗材，評價一類刀具的性能好壞都需要緊密結(jié)合到下游客戶的實際加工場景中去。“我們說刀具的研發(fā)滲透著兩種截然相反的思路在里面：一. 我們需要有自己的核心技術(shù)，像是涂層、材料、結(jié)構(gòu)等等；二. 應(yīng)用端的使用需求如何匹配--一個復(fù)雜成品的加工方案（如工藝順序、用刀邏輯）、客戶關(guān)注點(diǎn)在精度還是壽命、如何更好地控制住成本。這幾年我們憑借廈鎢IPD產(chǎn)品經(jīng)營體系，把這兩種思路下的研發(fā)工作進(jìn)行剝離和分裝，最后迭代出合適的產(chǎn)品?！钡毒叩难邪l(fā)和優(yōu)化需要大量的實操數(shù)據(jù)做支撐，既然在技術(shù)厚度上短期內(nèi)無法看齊進(jìn)口廠商的百年積累，金鷺選擇了從客戶端打開機(jī)會。

得益于在全中國六個大區(qū)的應(yīng)用服務(wù)團(tuán)隊近百人的布局，如今廈門金鷺可以很方便地駐扎在一些國內(nèi)新興重點(diǎn)行業(yè)的客戶現(xiàn)場進(jìn)行“零距離貼近”服務(wù)—近五年如火如荼的航空航天、能源重工事業(yè)以及世界范圍內(nèi)領(lǐng)先的新能源汽車領(lǐng)域?！袄缰形鞑康貐^(qū)的航空企業(yè)客戶受益于國內(nèi)航空制造業(yè)的飛速發(fā)展，所以訂單量猛增。在他們近期的整個供應(yīng)鏈體系中，我們在航空發(fā)動機(jī)、葉片等生產(chǎn)線上的刀具和整體的加工方案被高度認(rèn)可，目前已經(jīng)開始大批量使用；而新能源汽車制造業(yè)里，車體輕量化的命題驅(qū)使著鋁材的大量使用，我們會委派大量的專業(yè)人員到一線實地調(diào)研、解決問題、收集數(shù)據(jù)，確保和廠家的協(xié)同開發(fā)，讓客戶在新材料的加工上完全受惠于整個正向的研發(fā)到應(yīng)用的流程。”

正向的產(chǎn)品研發(fā)流程需要配置能夠采集動態(tài)切削力的監(jiān)測系統(tǒng)，來對刀具和加工材料的性能和狀態(tài)做數(shù)據(jù)支撐，廈門金鷺在這方面選擇信任來自瑞士的奇石樂動態(tài)測量技術(shù)。產(chǎn)品測試與分析部經(jīng)理趙彪春有著八年的行業(yè)研發(fā)經(jīng)驗，他對雙方歷時已久的合作稱贊有加：“由于和類似華僑大學(xué)、上海交大這樣的高校始終保持技術(shù)共享，金鷺實際上從09年前后就已經(jīng)在高校教授、業(yè)內(nèi)專家的建議下慢慢開始接觸奇石樂的產(chǎn)品。我們在研發(fā)中和測力儀打交道的時間不少于15年?！睆B門金鷺產(chǎn)品研發(fā)的大類可分為整體立銑刀、可轉(zhuǎn)位刀具和孔加工刀具，所有的產(chǎn)品在樣品落地時都需要經(jīng)過刀具性能測試、工況探索和耐久度試驗，以尋求交付時可以完善地給到客戶該款刀具最適合的應(yīng)用場景建議。“使用奇石樂測力儀，改善了原本刀具狀態(tài)評估標(biāo)準(zhǔn)不夠客觀的隱患，這點(diǎn)在鉆頭類產(chǎn)品中非常明顯。”區(qū)別于車削和銑削，鉆頭在工作狀態(tài)下的排屑情況*（正常鉆孔時，刀具會把目標(biāo)位置的金屬廢料/尾料打出，即為業(yè)內(nèi)俗稱的排屑）因為處于刀具內(nèi)部，所以很難被觀察到。鉆頭的廢料排屑是否順暢，刀體設(shè)計時的預(yù)設(shè)通道能否發(fā)揮正常作用，對于鉆頭的實際表現(xiàn)都有影響。早前，有經(jīng)驗的技術(shù)人員會根據(jù)機(jī)床噪聲和機(jī)床的負(fù)載的狀態(tài)來判斷排屑情況，不過該種方法帶有很大的主觀性和不確定度。借助測力儀，如今工程師可以精確地測量鉆頭加工過程中力的指數(shù)，觀察到其中的細(xì)微變化。“總體來看作為奇石樂主打產(chǎn)品的測力儀，測量精度高、范圍廣。這是我們長期合作的一個重要原因，產(chǎn)品質(zhì)量過硬。”

“與奇石樂的合作對于我們金鷺來說有一個非常大的價值點(diǎn)在于，

我們可以借助奇石樂的產(chǎn)品去嘗試一些預(yù)先性的研究，比如在加工過程中不停機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測與刀具磨損在線評估?！?/span>

有了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集方法之后，研發(fā)工作的推進(jìn)會變得更加游刃有余。在航空鋁合金薄壁件加工場景內(nèi)，若采用常規(guī)麻花鉆（圖1）打孔，就容易造成薄壁件的變形，進(jìn)一步導(dǎo)致孔的尺寸精度不佳以及孔壁出口的質(zhì)量下降，從而影響重要部件的裝配精度，危及整體結(jié)構(gòu)的性能穩(wěn)定性及壽命。研發(fā)團(tuán)隊經(jīng)過對薄壁件打孔精度誤差理論分析后得知，薄壁件打孔時懸臂變形量的影響因素與切削力有直接的關(guān)系--即切削力越小，變形量越小，孔的尺寸精度越高。而反觀另一種套料鉆（圖2）則會具有兩個先天優(yōu)勢：加工中的切屑不會與刀具刃口發(fā)生較多干涉，且切削力較小。因此，為了比較兩種不同的鉆削工具在薄壁件處理中的性能，團(tuán)隊進(jìn)行了相應(yīng)的切削測試，對奇石樂測力儀抓取的切削力數(shù)據(jù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析（圖3）。從結(jié)果上驗證了套料鉆的切削力值明顯小于麻花鉆，加工出的薄壁件表面質(zhì)量也大大優(yōu)于麻花鉆。

同時，奇石樂測力儀不僅可以被用于工藝的開發(fā)及優(yōu)化，也利于研發(fā)團(tuán)隊與競品做出橫向的切削性能比較。譬如，同樣的工況參數(shù)下，金鷺GUMD皇冠鉆與市面競品的皇冠鉆產(chǎn)品相比，會有何種不同的表現(xiàn)？通過測試可以輕易發(fā)現(xiàn)：該款金鷺產(chǎn)品的Z向切削力明顯低于其他品牌，且在XY軸雙向的載荷波動上，金鷺GUMD的切削曲線起伏最小，性能最穩(wěn)定。

此外，金鷺研發(fā)團(tuán)隊也在今年成為了奇石樂全新壓電式無線旋轉(zhuǎn)測力儀（WL-RCD）的全球首批試用客戶?；跓o線通訊技術(shù)的運(yùn)用，奇石樂旨在幫助測量人員使用無線信號接收器，將測得的切削力數(shù)據(jù)直接傳輸至計算機(jī)，擺脫機(jī)床內(nèi)部署錯綜復(fù)雜的電纜布置。同樣地，該產(chǎn)品繼承了旋轉(zhuǎn)式測力儀一貫的優(yōu)異性能：如高固有頻率、寬測量范圍，并且可在旋轉(zhuǎn)刀具上測量實時的切削力數(shù)據(jù)，徑直輸出Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z及Mz的數(shù)值，接著通過軟件無縫計算給出切向力Ft和法向力Fr?！拔覀兩踔量梢詫y得的數(shù)值直接對應(yīng)到該把刀具的單個切削刃上，”陳工，是廈門金鷺實驗中心的測試工程師，從18年加入金鷺開始就長期使用奇石樂9255C和9129AA測力儀 ，“這樣的話，我們能很方便地了解到每個刃的受力大小，更加易用。”

2022年行將過半，受到意料之外的疫情影響，國內(nèi)刀具業(yè)迄今為止的年度市場表現(xiàn)低于預(yù)期。“目前雖說有一些業(yè)績數(shù)字上的下調(diào)，但我們依舊保持樂觀?！睂τ谙掳肽昴酥两窈蟮男袠I(yè)發(fā)展，林總監(jiān)有著自己積極的看法--廈門金鷺正是順著2016年到2021年這段時間刀具技術(shù)的快速變化，加上研產(chǎn)銷團(tuán)隊和產(chǎn)業(yè)鏈的上下協(xié)同抓住了此次機(jī)會，做到了年增長、出貨率都高于行業(yè)整體水平的現(xiàn)狀?！盎乜催^去兩年，疫情的反復(fù)在短期內(nèi)可能會降低市場的活躍度，但長遠(yuǎn)來看并不能阻礙中國加工制造業(yè)成長的大趨勢?！蔽磥?，金鷺刀具事業(yè)部將繼續(xù)秉承“從終端而來，為終端而去”的服務(wù)理念，充實自身的技術(shù)能力，為打通整個國產(chǎn)刀具產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的目標(biāo)持續(xù)加碼。