减振镗杆专利技术综述

减振镗杆专利技术综述

杨吉祥

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心

一、减振镗杆技术及国内外发展概述

1.1减振镗杆技术简介

金属切削加工中的振动问题是阻碍切削过程稳定的最为主要的不利因素之一，一直以来，人们针对机床切削振动的控制进行了大量的研究，减振镗杆技术应运而生。

在深孔镗削过程中，由于镗杆悬伸过长导致刚性相对减弱，不稳定的切削过程导致了切削振动的发生，这种有害现象在产生大量噪声的同时既降低了切削用量和工件表面质量，更为严重的情况是会导致刀具寿命的大幅缩减，从而降低了加工质量和加工效率。一般情况, 加工工件时使用的镗杆长径比小于4时,不会产生振动，而当镗杆长径比大于4时，镗杆本身的刚度就已达不到加工的要求。减少镗杆悬伸长度和增加镗杆杆体的直径, 对于减少镗杆的变形量是有利的。但是,受加工件尺寸的限制,改变这两个参数是不太可能的。此外,要减少镗杆的变形量,也可以通过减少切削用量来降低切削力的方法来实现, 但这会直接导致生产效率的下降,并且有的时候,就算切削力减小了也不能够达到加工的要求, 因此这也不是最好的解决方法。

目前，提高大长径比镗杆稳定性的技术主要由四类：1.削扁镗杆；2.高杨氏模量材料镗杆;3.主动式振动控制镗杆；4.被动式减振器镗杆。其中被动式减振器镗杆是使用最为广泛和最被市场所认可的大长径比减振镗杆技术。被动式减振器减振镗杆是采用内置式减振结构来降低振动的，见图1-1。

1-镗杆杆体；2环形橡胶；3-垫片；4-减振块；

5-阻尼液；6-堵；7-刀头

图1-1 动力减振镗杆结构示意图

二、减振镗杆专利申请趋势分析

2.1.建立专利申请文献数据库

2.1.1数据源

中国专利检索系统文摘数据库(CPRSABS)、世界专利文摘数据库(SIPOABS、DWPI)；检索对象限定为公开/公告日于1968-2018年之间的发明和实用新型专利申请(文中所有数据统计截止至2016年5月)。

2.1.2关键词及分类号

关键词：减1w振，vibrat+，damp+

IPC分类号：B23B29/+

CPC分类号：B23B29/022

2.2减振镗杆专利分析

2.2.1减振镗杆国内外专利申请量分析

为了研究减振镗杆专利技术的发展情况，通过专利检索系统对1950年-2018年的国内外专利申请量进行统计分析，去除一定噪音。如图2-1所示，减振镗杆国内外专利申请量的随时间缓缓增加。

图2-1 1950-2018国内外专利申请量随年份的变化趋势

从图2-1中可以看出，世界范围来看，从上世纪五十年代开始就有关于减振镗杆的专利申请，然而在其后的将近20年的时间内，减振镗杆相关专利的数量很少；在1970-2000年之间的发展阶段，减振镗杆的专利申请量较为稳定；从2000年-至今，减振镗杆的申请量有了大幅度的增加，这可能与我国专利申请量增加有关。整体上看，减振镗杆技术专利的数量虽有所波动，但仍是逐年增加的趋势。由此可见，人们对该技术领域的研究和探索虽然热度不高，但并未停止。从数据获取的准确性来说，由于专利从申请到公开/公告需要一定的审查周期，许多专利仍处于未公布状态，因此2017-2018数据并不能准确代表实际的专利申请量。

对上述在VEN库中使用分类号与关键词检到的1048条结果的公开国家进行统计分析并提取申请量最多的前十个国家（如图2-3所示），可以发现日本对减振镗杆的申请量占全球申请量的20.19%；中国其次，占到16.97%；随后是美国，占到13.75%；第四位是德国，占到11.79%。日中美三国对减振镗杆相关专利的申请量占到了全球申请量的50%。但笔者发现，虽然国内对减振镗杆的相关专利也占有相当比重，但专利成果转化上不高，或者说相关领域的国内申请质量不高。

图2-3 各国对减振镗杆相关申请的数量占比

图2-4 世界各个公司对减振镗杆相关申请数量

图2-4对各申请人的专利数量进行了统计，如前文所述，专利持有量较高的企业都已拥有了较为成熟的产品，前20位的公司全部为日本、美国以及欧洲的企业。其中有三菱综合材料公司（日本），肯纳金属公司（美国），钴碳化钨硬质合金公司（美国），山特维克刀具公司（瑞典），神户钢铁（日本）等。可以说减振镗杆技术基本掌握在这些大企业手中，我国的相关企业无一家上榜。

2.2.2减振镗杆国内专利申请申请人分析

针对国内申请进行分析，应用相关分类号及关键词在CPRSABS中进行检索，并进行去噪。得到的申请人排名情况见图2-5。该图显示，在减振镗杆这一技术领域，在国内科研院校是申请的主体。这从一个侧面反应出，我国减振镗杆技术的发展水平还未在应用领域得到较大的发展。国内成熟的减振镗杆生产企业为数不多。

图2-5国内申请人排名

图2-6显示了在我国就减振镗杆技术进行申请的申请人国别分布，欧美主流国家以及日本申请人较多。图2-7中展示了各省相关专利数量分布，江苏、四川、河南为前三甲，表明金属加工业在这些省份是较为领先的。

三、结语

通过在专利检索与服务系统中的数据库CPRSABS和VEN中进行检索确定样本，针对国内和国外的减振镗杆的专利从申请量趋势、主要申请人等方面进行了统计分析，使自己对减振镗杆的技术发展有了较为深刻的认识。

我国减振镗杆技术领域产业发展较为迟缓，虽然专利申请量和专利权人数量都有大幅度的增长，但成熟的受市场认可的产品并不多见。我们要知道，核心技术要牢牢掌握在自己手中才不会受制于人，结合当下中美贸易战的大背景，暴露出了我国芯片技术领域的短板，我们更应加强核心技术领域的研究。基础工业关系国家安全，对于减振镗杆技术的研究和生产应用我们任重道远。