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“半路出家”的刀具專家—20年專注超硬刀具制造與切削技術(shù)
2017-10-24  來源:機床協(xié)會  作者:-


        幾年前初次跟鄭州市鉆石精密制造有限公司(鄭鉆)的張鳳鳴總經(jīng)理相識,當(dāng)時,我還真沒把他跟一個超硬刀具制造技術(shù)專家聯(lián)系起來,感覺不像科班出身的他,充其量就是一個有錢的老板,具體事務(wù)都由公司下屬負責(zé),對外謙和靦腆、對內(nèi)嚴(yán)格管理。若不是近期陪同協(xié)會于成廷老會長對鄭鉆的一次深度走訪,估計我對張總和鄭鉆“真面目”的了解還有待時日。

 

       

鄭州市鉆石精密制造有限公司(鄭鉆)總經(jīng)理 張鳳鳴先生


  
        體貼入微的張總

        探究張總是如何干上超硬刀具制造這一行的,張總自己謙遜地說,是半路出家。實際上還真不完全是,張總跟刀具是有淵源的,尤其和刀具材料金剛石更是有不解之緣。因為張總年輕時是做金剛石貿(mào)易的,雖然歷經(jīng)坎坷但做得風(fēng)生水起,金剛石的屬性也被他了解得一清二楚。除了張總本人極端聰明外,能吃苦成就了他。在有了豐厚的原始積累后,1997年成立了鄭州市鉆石精密制造有限公司。

        雖然對金剛石了如指掌,但制造刀具,尤其要做好刀具,那其中的學(xué)問大了。張總雖然不是科班出身,但鉆研起刀具技術(shù)來絕對是一把好手。目前鄭鉆擁有的160項專利技術(shù),以及開發(fā)的4500余種刀具,都凝聚了張總的心血,稱之為“刀具專家”名副其實。不僅親自參與產(chǎn)品研發(fā),今年60多歲的張總,走訪客戶跑市場,收集信息,也一點不含糊,企業(yè)員工都親切地稱他是“業(yè)務(wù)員”。

        據(jù)員工們介紹,張總非常關(guān)愛公司的員工,涉及員工的身體、生活和工作等方方面面。比如,公司的每一位員工都有宿舍,中午可以午睡,晚上不方便回家時也可以住;宿舍內(nèi)冰箱、電視、空調(diào)一應(yīng)俱全,最低達到了三星級賓館的標(biāo)準(zhǔn);一日三餐公司全免費,使用的食用油和食材都非常講究,絕不糊弄員工,像對待家人一樣;工作中設(shè)有茶歇時間,免費咖啡隨便喝;坐火車出差的一定要睡臥鋪,保證員工到用戶現(xiàn)場能精神十足地工作等等,處處體現(xiàn)對員工的關(guān)愛。

        鄭鉆的特色與技術(shù)優(yōu)勢

        在鄭鉆,技術(shù)不分高低,因為20年的從業(yè)經(jīng)驗告訴他們:一把小小的刀具所涉及的每一個技術(shù)細節(jié)都對刀具的切削效率和使用壽命起決定作用。從切削材料牌號的選擇、確定,微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計、切削幾何角度到刀具制造、檢測,每一個環(huán)節(jié)都不容絲毫懈怠,因為他們要確保每一把刀的精度控制在0.005mm范圍內(nèi),這是基本要求。

        高水準(zhǔn)的客戶個性化設(shè)計
       
        鄭鉆利用自己高水平的設(shè)計能力,根據(jù)客戶的個性化需求進行產(chǎn)品設(shè)計。鄭鉆所掌握的刀具設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)有:PCD刀具結(jié)構(gòu)精確設(shè)計技術(shù);PCD刀具高速銑削動平衡關(guān)鍵技術(shù);刀具刃部工藝關(guān)鍵技術(shù);PCD刀具幾何參數(shù)計算與設(shè)定(進行刀具參數(shù)設(shè)計計算時要緊密結(jié)合切削工件材料時的溫度及應(yīng)力分布因素);PCD刀具材料失效機理驗證方法;PCD刀具斷屑槽結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)(不同槽形結(jié)構(gòu)會影響工件材料切屑形態(tài)和排屑效果等);PCBN材料與刀具幾何參數(shù)配置;刀具裝夾方式設(shè)計、主切削刃形狀設(shè)計技術(shù)。從設(shè)計環(huán)節(jié)上已具備了高水平。

        以汽車球籠式等角速萬向節(jié)高速銑削專用刀具為例,PCBN球頭銑刀是鄭鉆在2013年研發(fā)成功并投入市場的,該產(chǎn)品解決了汽車制造傳動系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性和安全性問題,當(dāng)時是國內(nèi)唯一一家具備PCBN球頭銑刀設(shè)計制造能力的廠家(全球也僅有3家)。該產(chǎn)品通過建立球道數(shù)學(xué)模型演算出刀具刃口輪廓,從而實現(xiàn)球道截面形狀,完成加工球道所用刀具的輪廓形狀的設(shè)計及加工。該刀具的成功研發(fā),突破了制約我國轎車制造行業(yè)20年未攻克的技術(shù)壁壘。
       
        先進的工藝手段和設(shè)備
       
        由于PCD、PCBN、CBN等刀具材料的硬度顯著高于常規(guī)刀具材料,其刃磨、電蝕、焊接、負倒棱鈍化、拋光、刃口強化和精化等制造工藝的難度較大,刀具精度和使用可靠性難以達到設(shè)計要求。為此,鄭鉆購置了200多臺進口設(shè)備,價值近4億,為工藝制造的高水平創(chuàng)造了必要條件。這種大手筆的投入,在同行業(yè)中也是少有。

  

  
        


  
        難度大、品種多、批量小的生產(chǎn)模式
       
        個性化的需求(訂單制)注定了鄭鉆將采取多品種、小批量、高難度的生產(chǎn)模式。如果要滿足好客戶的個性化需求,必須要有嚴(yán)格的管理才能與這種生產(chǎn)模式相匹配。

        嚴(yán)格完善的產(chǎn)品質(zhì)量檢測制度
       
        鄭鉆跟其他企業(yè)不同的是,不管是加工車間還是檢測室,走到哪里都能看到檢測儀。張總介紹說,全公司上上下下有大大小小各式檢測儀器不下300臺。不僅加工車間每個操作工需要檢測儀,質(zhì)檢人員更要用,加上出廠前進行最后的檢測,三道檢測缺一不可。自檢和抽檢相結(jié)合,不圖一絲的僥幸,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),決不把不合格的產(chǎn)品發(fā)給客戶。這種嚴(yán)格的質(zhì)量控制制度,使鄭鉆產(chǎn)品的客戶認(rèn)可度很高。
       
        保證24小時到場服務(wù)
       
        “再好的產(chǎn)品也不能保證不出問題,即使問題不出在產(chǎn)品上,也有可能因用戶使用不當(dāng)造成”。張總的話不無道理。為了能在24小時內(nèi)幫客戶解決問題,最大限度地減少用戶損失,張總規(guī)定,售后人員能坐飛機絕不坐火車,有出租車絕不坐公交車。鄭鉆售后服務(wù)人員的數(shù)量也遠比銷售人員多,這一切措施都是為了盡快趕到現(xiàn)場,高質(zhì)高效地服務(wù)客戶。
       
        放眼全球
       
        雖然鄭鉆的產(chǎn)品在國內(nèi)市場特別是汽車領(lǐng)域銷路很好,但鄭鉆在10年前就已開始為開辟國際市場做準(zhǔn)備了。每年必參加的展覽會是國際機床的四大展覽,即北京CIMT、芝加哥IMTS、歐洲EMO和東京JIMTOF,鄭鉆也確實具備了參與國際競爭的實力。目前鄭鉆已與國內(nèi)外數(shù)百家知名經(jīng)銷商建立了長期穩(wěn)定的合作伙伴關(guān)系,為走向世界做好了充足準(zhǔn)備。
       
        技術(shù)優(yōu)勢
       
        經(jīng)過艱苦不懈的努力,鄭鉆公司在成立20年后的今天,已經(jīng)具備了為汽車發(fā)動機缸體、缸蓋所有半精加工、精加工工序提供全面刀具產(chǎn)品和技術(shù)解決方案的能力,可承接大量非標(biāo)刀具的定制。其中發(fā)動機關(guān)鍵零部件所涉及的90%以上精加工超硬刀具能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化,替代進口。

        以全鋁發(fā)動機缸體加工為例,共15道工序涉及刀具150余種,其中PCD精加工刀具38種,珩磨工具2種,包括燃燒室面、油底殼面、瓦蓋結(jié)合面、離合器面、控制器面、曲軸孔、缸孔的粗鏜、半精鏜、精鏜加工、缸孔珩磨工序等。其中面銑刀具平均使用壽命為10000件以上,孔加工刀具平均壽命可達到30000件以上。

        缸蓋加工總共16道工序,涉及160余種刀具,其中PCD類刀具占49種,CBN刀具占14個工具,包括進、排氣面及各個端面的銑削,進排氣導(dǎo)管底孔、座圈底孔、挺柱孔、定位銷孔、火花塞孔、噴油嘴孔等工序。

                2014年,鄭鉆作為刀具競標(biāo)者之一,與德國和美國同行共同競標(biāo)紅旗旗艦動力v12發(fā)動機整體配刀方案,鄭鉆提供的刀具方案經(jīng)實踐反復(fù)嚴(yán)密論證,以高于同行業(yè)兩倍以上的效率脫穎而出,成功中標(biāo)。同年,鄭鉆憑借自己的實力,在與國外同行競爭中獲勝,進入中航集采平臺。
       
        先進技術(shù)的應(yīng)用
       
        (1)金剛石刀具刃部微觀處理和檢測技術(shù)

        金剛石刀具鈍圓技術(shù)是行業(yè)公認(rèn)的超硬刀具加工制造工藝難點。傳統(tǒng)的鈍圓使用毛刷工具,鈍圓尺寸粗糙,刀具刃口微觀結(jié)構(gòu)差。鄭鉆采用先進的專用鈍圓設(shè)備,匹配專用鈍圓檢測儀器,在鈍圓過程中可以實時檢測,精確控制鈍圓精度(達到微米級),保障金剛石刀具刃口微觀處理工藝的先進性,確保刀具精度。
       
        (2)超硬刀具刃部斷屑槽3D成形加工技術(shù)

        斷屑槽是超硬刀具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),在高速切削過程中,能夠及時斷屑排屑,避免切屑纏繞劃傷工件造成報廢。但在超硬材料上要加工出形狀復(fù)雜的微觀槽形結(jié)構(gòu)難度非常大,普通的磨床無法完成斷屑槽成形加工。公司通過引進先進設(shè)備,應(yīng)用激光技術(shù),實現(xiàn)對超硬刀具刃部斷屑槽的3D成形加工。與此同時,這種激光3D成形技術(shù)屬于非接觸式加工,加工過程不損傷刀具,從而提高了超硬刀具表面質(zhì)量,生產(chǎn)效率大大提升。

        這些頂尖技術(shù)的研發(fā)及掌握,讓鄭鉆在中國的刀具界脫穎而出。“有難題,找鄭鉆”已經(jīng)在鄭鉆和廣大用戶間形成一種默契。也正是基于用戶的信任,在訂單多、交期緊的情況下,面對難啃的骨頭,鄭鉆能夠通過用戶現(xiàn)場調(diào)研、分析問題原因、確定研究思路、開展基礎(chǔ)研究與大量切削試驗等,解決用戶的諸多難題。
       
        未來的發(fā)展思路
       
        作為民族品牌的“鄭鉆”,已經(jīng)把振興中國制造業(yè)的大任作為自己的使命,開始更長遠的規(guī)劃:從非標(biāo)刀具定制到系統(tǒng)技術(shù)配套方案,讓服務(wù)水平上臺階,替代進口。

        目前鄭鉆在天津和成都已經(jīng)成立了新工廠,未來的分工是:天津工廠主要生產(chǎn)PCD/PCBN標(biāo)準(zhǔn)刀片,鄭州工廠生產(chǎn)用于汽車領(lǐng)域的非標(biāo)刀具,成都工廠生產(chǎn)航空航天領(lǐng)域的非標(biāo)刀具。我相信,經(jīng)過不懈努力,鄭鉆將像它的名字一樣,發(fā)出鉆石般耀眼的光芒。

        (閻曉彥)

 

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