減振鏜桿專利技術(shù)綜述

1、 減振鏜桿專利技術(shù)綜述 一、減振鏜桿技術(shù)及國內(nèi)外發(fā)展概述1.1減振鏜桿技術(shù)簡介金屬切削加工中的振動(dòng)問題是阻礙切削過程穩(wěn)定的最為主要的不利因素之一，一直以來，人們針對(duì)機(jī)床切削振動(dòng)的控制進(jìn)行了大量的研究，減振鏜桿技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在深孔鏜削過程中，由于鏜桿懸伸過長導(dǎo)致剛性相對(duì)減弱，不穩(wěn)定的切削過程導(dǎo)致了切削振動(dòng)的發(fā)生，這種有害現(xiàn)象在產(chǎn)生大量噪聲的同時(shí)既降低了切削用量和工件表面質(zhì)量，更為嚴(yán)重的情況是會(huì)導(dǎo)致刀具壽命的大幅縮減，從而降低了加工質(zhì)量和加工效率。一般情況, 加工工件時(shí)使用的鏜桿長徑比小于4時(shí),不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，而當(dāng)鏜桿長徑比大于4時(shí)，鏜桿本身的剛度就已達(dá)不到加工的要求。減少鏜桿懸伸長度和增加鏜桿桿體

2、的直徑, 對(duì)于減少鏜桿的變形量是有利的。但是,受加工件尺寸的限制,改變這兩個(gè)參數(shù)是不太可能的。此外,要減少鏜桿的變形量,也可以通過減少切削用量來降低切削力的方法來實(shí)現(xiàn), 但這會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)效率的下降,并且有的時(shí)候,就算切削力減小了也不能夠達(dá)到加工的要求, 因此這也不是最好的解決方法。目前，提高大長徑比鏜桿穩(wěn)定性的技術(shù)主要由四類：1.削扁鏜桿；2.高楊氏模量材料鏜桿;3.主動(dòng)式振動(dòng)控制鏜桿；4.被動(dòng)式減振器鏜桿。其中被動(dòng)式減振器鏜桿是使用最為廣泛和最被市場所認(rèn)可的大長徑比減振鏜桿技術(shù)。被動(dòng)式減振器減振鏜桿是采用內(nèi)置式減振結(jié)構(gòu)來降低振動(dòng)的，見圖1-1。1-鏜桿桿體；2環(huán)形橡膠；3-墊片；4-減振塊

3、；5-阻尼液；6-堵；7-刀頭圖1-1 動(dòng)力減振鏜桿結(jié)構(gòu)示意圖二、減振鏜桿專利申請(qǐng)趨勢分析2.1.建立專利申請(qǐng)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫2.1.1數(shù)據(jù)源中國專利檢索系統(tǒng)文摘數(shù)據(jù)庫(cprsabs)、世界專利文摘數(shù)據(jù)庫(sipoabs、dwpi)；檢索對(duì)象限定為公開/公告日于1968-2018年之間的發(fā)明和實(shí)用新型專利申請(qǐng)(文中所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截止至2016年5月)。2.1.2關(guān)鍵詞及分類號(hào)關(guān)鍵詞：減1w振，vibrat+，damp+ipc分類號(hào)：b23b29/+cpc分類號(hào)：b23b29/0222.2減振鏜桿專利分析2.2.1減振鏜桿國內(nèi)外專利申請(qǐng)量分析為了研究減振鏜桿專利技術(shù)的發(fā)展情況，通過專利檢索系統(tǒng)對(duì)195

4、0年-2018年的國內(nèi)外專利申請(qǐng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，去除一定噪音。如圖2-1所示，減振鏜桿國內(nèi)外專利申請(qǐng)量的隨時(shí)間緩緩增加。圖2-1 1950-2018國內(nèi)外專利申請(qǐng)量隨年份的變化趨勢從圖2-1中可以看出，世界范圍來看，從上世紀(jì)五十年代開始就有關(guān)于減振鏜桿的專利申請(qǐng)，然而在其后的將近20年的時(shí)間內(nèi)，減振鏜桿相關(guān)專利的數(shù)量很少；在1970-2000年之間的發(fā)展階段，減振鏜桿的專利申請(qǐng)量較為穩(wěn)定；從2000年-至今，減振鏜桿的申請(qǐng)量有了大幅度的增加，這可能與我國專利申請(qǐng)量增加有關(guān)。整體上看，減振鏜桿技術(shù)專利的數(shù)量雖有所波動(dòng)，但仍是逐年增加的趨勢。由此可見，人們對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的研究和探索雖然熱度不高，但并

5、未停止。從數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性來說，由于專利從申請(qǐng)到公開/公告需要一定的審查周期，許多專利仍處于未公布狀態(tài)，因此2017-2018數(shù)據(jù)并不能準(zhǔn)確代表實(shí)際的專利申請(qǐng)量。對(duì)上述在ven庫中使用分類號(hào)與關(guān)鍵詞檢到的1048條結(jié)果的公開國家進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并提取申請(qǐng)量最多的前十個(gè)國家（如圖2-3所示），可以發(fā)現(xiàn)日本對(duì)減振鏜桿的申請(qǐng)量占全球申請(qǐng)量的20.19%；中國其次，占到16.97%；隨后是美國，占到13.75%；第四位是德國，占到11.79%。日中美三國對(duì)減振鏜桿相關(guān)專利的申請(qǐng)量占到了全球申請(qǐng)量的50%。但筆者發(fā)現(xiàn)，雖然國內(nèi)對(duì)減振鏜桿的相關(guān)專利也占有相當(dāng)比重，但專利成果轉(zhuǎn)化上不高，或者說相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)申請(qǐng)

6、質(zhì)量不高。圖2-3 各國對(duì)減振鏜桿相關(guān)申請(qǐng)的數(shù)量占比圖2-4 世界各個(gè)公司對(duì)減振鏜桿相關(guān)申請(qǐng)數(shù)量圖2-4對(duì)各申請(qǐng)人的專利數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如前文所述，專利持有量較高的企業(yè)都已擁有了較為成熟的產(chǎn)品，前20位的公司全部為日本、美國以及歐洲的企業(yè)。其中有三菱綜合材料公司（日本），肯納金屬公司（美國），鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司（美國），山特維克刀具公司（瑞典），神戶鋼鐵（日本）等。可以說減振鏜桿技術(shù)基本掌握在這些大企業(yè)手中，我國的相關(guān)企業(yè)無一家上榜。2.2.2減振鏜桿國內(nèi)專利申請(qǐng)申請(qǐng)人分析針對(duì)國內(nèi)申請(qǐng)進(jìn)行分析，應(yīng)用相關(guān)分類號(hào)及關(guān)鍵詞在cprsabs中進(jìn)行檢索，并進(jìn)行去噪。得到的申請(qǐng)人排名情況見圖2-5。該圖

7、顯示，在減振鏜桿這一技術(shù)領(lǐng)域，在國內(nèi)科研院校是申請(qǐng)的主體。這從一個(gè)側(cè)面反應(yīng)出，我國減振鏜桿技術(shù)的發(fā)展水平還未在應(yīng)用領(lǐng)域得到較大的發(fā)展。國內(nèi)成熟的減振鏜桿生產(chǎn)企業(yè)為數(shù)不多。圖2-5國內(nèi)申請(qǐng)人排名圖2-6國內(nèi)申請(qǐng)人國別分布圖2-7各省相關(guān)專利數(shù)量分布圖2-6顯示了在我國就減振鏜桿技術(shù)進(jìn)行申請(qǐng)的申請(qǐng)人國別分布，歐美主流國家以及日本申請(qǐng)人較多。圖2-7中展示了各省相關(guān)專利數(shù)量分布，江蘇、四川、河南為前三甲，表明金屬加工業(yè)在這些省份是較為領(lǐng)先的。三、結(jié)語通過在專利檢索與服務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫cprsabs和ven中進(jìn)行檢索確定樣本，針對(duì)國內(nèi)和國外的減振鏜桿的專利從申請(qǐng)量趨勢、主要申請(qǐng)人等方面進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，使自己對(duì)減振鏜桿的技術(shù)發(fā)展有了較為深刻的認(rèn)識(shí)。我國減振鏜桿技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為遲緩，雖然專利申請(qǐng)量和專利權(quán)人數(shù)量都有大幅度的增長，但成熟的受市場認(rèn)可的產(chǎn)品并不多見