钻削加工的切削液供给专利技术分析

张仕聪

摘 要：文章借助于DWPI数据库对国内外关于钻削加工时切削液供给结构的专利文献进行了分析、整理，梳理了钻削加工领域切削液供给方式的发展脉络，重点研究了各个技术分支的发展历程，研究方向包括核心专利申请及重要申请人等内容。

关键词：钻头；钻削刀具；切削液；供给；冷却；技术路线；技术发展

中图分类号：TG52 文献标志码：A 文章编号：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

鉆削加工是最常规的加工工序之一，在汽车制造行业，孔加工占的比重更是高达60%以上。钻削过程会在产生切屑的同时伴随着大量的切削热。由于切削钻头通常在半封闭的状态下加工，尤其当待加工孔的长径比较大时，加工区内排屑不畅极易产生切削热不易扩散的情况，将直接影响加工质量和钻头的使用寿命。因此，在钻孔加工时需要持续不断地为加工区域供给充分的高压切削液。而对加工区域的具体冷却方式，与被加工孔的精度、表面粗糙度有很大的关系。

本文基于DWPI检索数据库，对近五十年来国内外涉及关于钻削加工领域切削液供给方法的专利申请进行统计与分析研究。钻削加工时切削液供给方法旨在行之有效地为加工区域提供充足的切削液，通过对相关专利文献的收集、标引和整理可知，对钻削加工时切削液供给方法的研究是在通用型切削液供给方法的基础上伴随着适用于钻孔加工（特别是深孔加工）的专用型切削液供给方法而发展的。外供液式供液方法即是一种最常规、最通用的供液方式，通常不受加工形式的限制；而内供液式供液方法是针对钻削加工时的半封闭环境而形成的一种专门适用于该工况的供液方式，随着技术的深入发展，对该领域的技术改进也变得更加细节化。

1 对钻削加工的切削液供给专利的统计及分析

本次检索时间截止2017年05月，经过检索及筛选，排除机床结构中关于冷却、润滑的配置，最终确定的涉及对钻头结构改进的切削液供给方案的全球专利申请共计1438项，其来自全球28个国家或地区的总计747位申请人。

1.1 申请量年度分布

图1显示了有关钻削加工切削液供给技术申请量的年度分布，分别显示了在全球范围内和中国范围内所述申请量的年度分布。从图中反映出，在全球范围内，该类专利申请量总体呈上升趋势。从1970年到上世纪80年代中期，专利申请量在小幅波动中平缓上升，在此过程中，前苏联是主要申请国，随着苏联的解体，全球专利申请量在90年代初期呈现了下降的趋势；随着日本工业的发展，1994年，日本关于钻削加工切削液供给技术的专利申请量大幅增加，并在后续几年内都保持着世界第一的申请量；2000年左右，经济全球化的浪潮带动了全球范围内工业的发展，世界上主要工业国家都参与了对该领域的研究并申请了专利，中国从2005年开始也参与了该领域的研究，并在2009年出现大量的专利申请，直接促进了钻削加工切削液供给技术全球专利申请量的迅速增长；到2016年，该领域的专利申请几乎全部来自于中国。

1.2 申请的地域分布

图2显示了钻削加工切削液供给技术专利申请的地域分布，从该图中可看出，中国、日本、德国、苏联、美国、韩国和瑞典的专利申请总量占到全球申请量的90%。作为老牌工业大国，苏联在钻削加工切削液供给技术的发展早期申请了不少专利，而日本、德国和美国作为世界工业强国，是钻削加工切削液供给技术的主要贡献力量，随着中国成为世界第一的制造业大国，钻削加工作为基础加工方式受到广泛应用，使用的频繁性和广泛性趋使人们对钻削加工切削液供给技术产生了进一步的思考与改进，使中国在该领域的专利申请量占据第一的位置。

1.3 核心专利

根据数据库中专利文献的被引频次数对本领域的专利申请进行排序，列举出被引频次数在50次以上的专利申请，详见表1。

统计钻削加工切削液供给技术领域的专利被引频次有助于为获知该领域早期的研究热点及发展走向，被引频次数越高说明与该专利相关的申请越多，即该专利涉及的技术方案对行业的发展具有参照作用，相应地也具有较高的市场经济价值。表1中所列专利申请都涉及多个国家或地区，可见申请人对全球专利布局的重视，这也间接体现了这些专利申请具有潜在的市场经济价值。同时，表1中被引频次较高专利的申请人有SECO（山高）、GUEHRING（钴领）、SUMITOMO（住友）、KENNAMETAL（肯纳）、KOMET（高迈特）这些切削刀具生产研发的专业公司，也有KRUPP（克虏伯公司）、INFRANOR（瑞士瑞诺集团）和BIJUR LUBRICATING（贝奇尔润滑公司）这些非专业刀具生产的大型企业，此外还存在少量的个人申请。申请人来源的广泛性体现了钻削加工切削液供给技术涉及领域较广，并且研究门槛较低；申请人中专业刀具生产公司居多体现了钻削加工切削液供给技术也是行业内研究、专利布局、市场争夺的重点。

2 结束语

本文通过DWPI数据库对钻削加工切削液供给技术进行了专利分析，对所得数据降噪、整理后得出了该技术申请量的年度分布图、地域分布图，找到了重点专利技术领域，关注研究了核心专利及重要申请人。对专利技术的分析一方面是为了关注行业发展现状，另一方面是为了服务专利审查业务，本文最后以实际案例的审查过程展现了专利分析的结果帮助审查员站位本领域技术人员的重要作用，确保了专利审查的公平公正，提高了审查效率。

参考文献：

[1]赵炳桢，等.现代刀具设计与应用[M].北京：国防工业出版社，2014.

[2]李元坤.枪钻钻头几何参数对冷却性能的影响[D].辽宁：大连工业大学，2013：1-7.

[3]李震.内冷式麻花钻的参数化设计及有限元分析[D].黑龙江：哈尔滨理工大学，2012：1-13.