宁波大学学生团队攻克企业难题

■我们的记者洪松·尤玉曾，见习记者王志康

金属切削在机械加工行业中并不少见，但有一个安全隐患亟待解决——金属屑缠绕。长切削的生产不仅影响企业的加工效率，增加企业的生产成本消耗，而且威胁操作人员的人身安全。

目前，这个困扰企业多年的难题有望被宁波大学机械工程学院的学生团队解决，因为他们已经开发出一种超硬刀具断屑器。

一次经历会引起兴趣。

吴是机械工程专业2015级研究生，也是项目组组长。有一次，他在一家企业做生产实习生，看到工人被长长的金属飞溅物割伤和烫伤。"这一幕令人震惊。"那时，他想，有没有什么方法可以有效地打破碎片，防止事故再次发生？

回到学校，吴发现市场上只有德国贝克、日本三菱等少数国外企业能够生产带断屑槽的超硬车刀。然而，断屑器的应用仍然存在瓶颈。

“一方面，目前需要激光雕刻来加工断屑器，这种加工既困难又昂贵。另一方面，超硬刀片本身相对较薄。如果强行开槽，会影响刀片的性能和强度。”吴说，同样大小的断屑器也难以适应不同的切削条件。如何开发性能稳定、成本低廉、应用广泛的断屑器成为关键。

起初，吴的想法引起了许多人的怀疑:“这些制造大国的著名制造企业还没有发展起来。你能以研究生的身份做到吗？”面对每个人的困惑，他反而强化了自己的目标:“外国企业能做什么，我们就能做什么。”

解决大问题的小成本

实现金属屑的细粉碎，避免堆积和缠绕现象，是断屑器最基本的功能和要求。这也是保证操作人员安全的关键。后来，经过反复计算和实验，项目团队找到了一个切实可行的解决方案。

“根据日本学者的断屑理论，我们发现通过在超硬车刀上安装断屑装置，可以使长切屑弯曲变形，减小切屑的曲率半径，增加内部应变，从而实现断屑。这是关键的一步。这不仅给了我们一个线索，也为后续工作打开了胜利之门。”吴对说:

经过一年多的努力，项目组根据原车刀结构设计了一种夹紧调整牢固的超硬车刀断屑器。在此基础上，项目组先后申请了5项专利，发表了3篇核心期刊论文。

在确保性能稳定的同时，项目组还大大降低了超硬车刀断屑器的研发成本。“目前，带断屑槽的超硬车刀售价为180~190元，单断屑槽的委托加工成本就高达80元。但是，我们的带断屑器的超硬车刀售价在100元左右，断屑器的成本估计只有3~5元。与前者相比，我们的成本降低了90%以上。”吴对说:

目前，该装置已在郑州、宁波等地多家企业试用，并得到了中国工程院院士周逢俊、侯晓等专家学者的广泛认可。周逢俊受到了更高的评价，他说“这项发明是真实有用的，具有更好的应用价值，解决了长期不完善的问题”。

做一个大国的小工匠

超硬车刀断屑器长120毫米，宽25毫米，高30毫米，重500克，几乎和电动剃须刀一样大小和重量。"虽然这个东西很小，但开发它并不容易."吴叹了口气。

当时，项目组从碎片破碎机制开始，在图书馆和实验室打了一场持久战，利用一切机会咨询来访的专家学者，周逢俊就是其中之一。

为了让周院士指导我们的项目，我和吴去了他晚上9点下榻的宾馆，他没有责备我们，而是给予了充分肯定并写了推荐信项目组成员蓝浩说。

然而，该设备在首次开发时并不被期待。“我前后给数百家企业打了500多个电话，但很少有人答应给他们一个试用的机会。好不容易有了机会，却发现和实验室效果不一样，能“夹”不能“调”，能“调”不能“夹”住蓝浩表示，经过十多个方案的“打靶”，项目组经过与技术人员的协商，最终研制出一种夹紧牢固的可调式超硬车刀断屑器。

“这个事情很小，但是如果你想做好，你必须不断改进和磨砺。这是“工匠精神”的重要内涵。我们也想成为一个大国的小工匠。”吴坚定地说。

《中国科学新闻》(第八版，2017年8月29日)