(青島科技大學(xué) 山東青島 266061)

淺談我國金屬切削刀具的創(chuàng)新與發(fā)展

黃志恒

(青島科技大學(xué) 山東青島 266061)

在機(jī)械加工中，切削加工是最基本而又最可靠的精密加工手段。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競爭，本質(zhì)上是精密高速切削的競爭，這種競爭是全方位的。針對嚴(yán)峻的形勢，國內(nèi)工具行業(yè)應(yīng)審時(shí)度勢，以市場為導(dǎo)向，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品檔次，開發(fā)適應(yīng)汽車、高鐵、家電等有關(guān)民生的新刀具。

刀具現(xiàn)狀；創(chuàng)新發(fā)展；改革思路

在機(jī)械加工中，切削加工是最基本而又最可靠的精密加工手段。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競爭，本質(zhì)上是精密高速切削的競爭，這種競爭是全方位的。目前，隨著高剛度整體鑄造床身、高速運(yùn)算數(shù)控系統(tǒng)和主軸動(dòng)平衡等新技術(shù)的采用，以及刀具材料的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化切削技術(shù)正朝著高速、高精度和強(qiáng)力切削的方向發(fā)展。刀具材料的性能、質(zhì)量和可靠性的優(yōu)劣，直接影響到我國制造業(yè)數(shù)百萬臺昂貴的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)效率的高低和加工質(zhì)量的好壞，也直接影響整個(gè)機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的高低。

一、金屬切削刀具的現(xiàn)狀

1、我國金屬切削刀具的發(fā)展態(tài)勢

在快速發(fā)展的背后，國內(nèi)工具行業(yè)高增長率中含金量并不高，其中相當(dāng)一部分企業(yè)以犧牲環(huán)境為代價(jià)，以廉價(jià)勞動(dòng)力為基礎(chǔ)，生產(chǎn)劣質(zhì)產(chǎn)品獲取暴利。麻花鉆、錐柄鉆、絲錐、鋸片銑刀等低端市場一片混戰(zhàn)，而高端產(chǎn)品增長緩慢，汽車行業(yè)、模具行業(yè)、航空航天等行業(yè)的高、精、尖的復(fù)雜刀具大部分依賴進(jìn)口。

目前，我國的金屬切削刀具已經(jīng)開始從高速鋼刀具轉(zhuǎn)向硬質(zhì)合金刀具的開發(fā)生產(chǎn)，但力度還不夠，仍以低檔居多。從中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：我國消耗了全世界40%的工具材料，銷售收入?yún)s只占全世界工具的12%～15%，數(shù)據(jù)顯示不符合國家提出的資源節(jié)約型的科學(xué)發(fā)展觀。

針對上述嚴(yán)峻的形勢，國內(nèi)工具行業(yè)應(yīng)審時(shí)度勢，以市場為導(dǎo)向，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品檔次，開發(fā)適應(yīng)汽車、高鐵、家電等有關(guān)民生的新刀具。環(huán)顧近年的機(jī)械、模具、能源等熱門行業(yè)，我國的刀具市場前景十分廣闊。時(shí)下我國已成為世界機(jī)械制造大國，將來世界的工具市場就在中國，占領(lǐng)了中國市場即是占領(lǐng)了國際市場。

當(dāng)今的刀具材料

刀具材料是刀具工業(yè)的基礎(chǔ)，刀具材料的發(fā)展對刀具切削性能的提高起著決定性的作用。現(xiàn)在的刀具材料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金和超硬材料三大類。

(1)高速工具鋼GB/T9943-2008《高速工具鋼》將高速鋼分成三個(gè)檔次：即低合金高速鋼、普通高速鋼、高性能高速鋼。

粉末高速鋼力學(xué)性能較冶煉高速鋼顯著提高，強(qiáng)度可提高20%～30%，韌性提高1.5～2倍。并且安全性、可靠性強(qiáng)，刀具壽命是HSS鋼刀具的幾倍仍至數(shù)十倍，國外早已普遍運(yùn)用，但國內(nèi)至今很少采用。

(2)硬質(zhì)合金高速鋼稱霸刀具材料100多年，時(shí)下由于高速切削、干切削、硬切削的飛快發(fā)展，硬質(zhì)合金成了刀具材料新霸主。近年來因添加稀土金屬的硬質(zhì)合金、納米技術(shù)的應(yīng)用、提高強(qiáng)度和韌性的超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金和超硬涂層技術(shù)的開發(fā)和利用，顯著提高了硬質(zhì)合金的高效切削性能，大大拓寬了硬質(zhì)合金的應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)在高效先進(jìn)刀具，基本上是硬質(zhì)合金的一統(tǒng)天下。

(3)超硬刀具材料這類材料主要指陶瓷、立方氮化硼、金剛石。它們有很高的硬度和耐磨性，故可提高切削效率，近年來在制造業(yè)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。超硬刀具及其材料國內(nèi)均有生產(chǎn)基地及供應(yīng)商，關(guān)鍵問題看用戶是否誠心使用。在模具加工業(yè)中，超硬刀具發(fā)揮了重要作用，深信這類刀具材料將有十分廣闊的應(yīng)用前景。

二、轉(zhuǎn)變理念加快發(fā)展

1、思維理念的轉(zhuǎn)變

我國的切削機(jī)床發(fā)展迅速，擁有量在世界上遙遙領(lǐng)先，但刀具行業(yè)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。重主機(jī)輕刀具的理念在很多人的腦海中已根深蒂固，切削技術(shù)和刀具業(yè)的落后，很大因素是企業(yè)對刀具的使用停留在陳舊的傳統(tǒng)觀念上，即用廉價(jià)的刀具控制成本，而不是用高效刀具通過提高加工效率來達(dá)到降低成本的目的。

現(xiàn)在越來越多的人認(rèn)識到加大刀具投入進(jìn)行高速切削加工，是提高功效、降低成本最有效的手段，這是近年來切削理念的一次飛躍，到時(shí)中國的加工業(yè)就會(huì)向前邁進(jìn)一大步。

2、生產(chǎn)經(jīng)營理念的轉(zhuǎn)變

生產(chǎn)經(jīng)營理念因循守舊不思進(jìn)取的保守理念在我國現(xiàn)代高效刀具的發(fā)展中所造成的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過技術(shù)落后的影響。從傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)刀具發(fā)展到現(xiàn)代的高效刀具，中國刀具工業(yè)經(jīng)歷了一場脫胎換骨且充滿重重困難和艱辛的變革過程。這種變革的過程使一些企業(yè)退縮了，不是迎難而上，而是原地踏步，甚至倒退。不論從我國工具行業(yè)自身的生存空間，還是從我國整個(gè)制造業(yè)提高競爭力的全局需要看，刀具企業(yè)加速結(jié)構(gòu)調(diào)整推動(dòng)高效刀具的發(fā)展已刻不容緩，停滯和墨守陳規(guī)的結(jié)果就是倒閉。只有改變生產(chǎn)經(jīng)營理論，從傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)刀具籠套中解放出來，制造適應(yīng)市場需求、適銷對路的高效刀具才是坦途。

三、我國刀具未來的發(fā)展

1、科技創(chuàng)新趕超強(qiáng)國

“提高效率，降低成本”是全世界制造業(yè)競爭的核心，發(fā)達(dá)國家長期保持經(jīng)濟(jì)強(qiáng)勢主要依靠科技創(chuàng)新。他們投入巨資在刀具新材料、新涂層、新技術(shù)、新工藝以及工具專用數(shù)字化制造技術(shù)等方面進(jìn)行了大量的研發(fā)，開發(fā)出一代又一代的高效刀具，牢牢占據(jù)了國際刀具的高端市場。我國開發(fā)的葉根槽銑刀、硬質(zhì)合金齒輪滾刀、圣誕樹銑刀、八角形銑刀、硬質(zhì)合金模塊式刀、波刃型立銑刀、非標(biāo)槽刀，以及適應(yīng)高速切削刀具用的HSK刀柄、雙頭端面刀柄等都頗具“殺傷力”。國內(nèi)很多企業(yè)雖具有很強(qiáng)的科技創(chuàng)新能力，但與國外著名企業(yè)相比仍存在較大差距。因此，加大開發(fā)力度，將刀具創(chuàng)新作為一項(xiàng)長期戰(zhàn)略任務(wù)來抓，在復(fù)雜、高效刀具制造中邁出堅(jiān)實(shí)一步，為趕超世界強(qiáng)國作出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

加強(qiáng)服務(wù)穩(wěn)固市場

對于刀具行業(yè)而言，僅有高質(zhì)量的品牌產(chǎn)品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更重要的是向客戶提供全面的金屬切削解決方案。刀具制造商應(yīng)盡快地從單純供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀具產(chǎn)品轉(zhuǎn)向生產(chǎn)個(gè)性化先進(jìn)高效刀具的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，并提供服務(wù)。

在現(xiàn)代制造業(yè)日益細(xì)化的今天，刀具企業(yè)需要延伸服務(wù)，增加服務(wù)項(xiàng)目、提高服務(wù)水平，這是提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵之舉。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代，受“小而全”，“大而全”的影響，就工具行業(yè)相關(guān)的企業(yè)來說，都有自己的工具制造車間、甚至分廠，除了在市場上采購一些標(biāo)準(zhǔn)刀具外，其他刀具都由自己解決，認(rèn)為沒有必要向工具行業(yè)提出服務(wù)要求。如今不一樣了，越來越多的制造業(yè)，不僅撤掉了工具車間，而且連工具修磨部也沒有了，就連工具工程師、工藝師都在減員之列，其目的是突出主業(yè)，加快發(fā)展，這是制造業(yè)與時(shí)俱進(jìn)的一大進(jìn)步。但是制造業(yè)內(nèi)部的工具、工藝的業(yè)務(wù)還得有人管，來填補(bǔ)這個(gè)空缺定當(dāng)是工具制造業(yè)，即專業(yè)化分工。這種分工要求工具企業(yè)敢于改革創(chuàng)新，要跨越傳統(tǒng)的工具售后服務(wù)的老套路，展現(xiàn)現(xiàn)代工具企業(yè)的新風(fēng)姿。

總之，在現(xiàn)代制造業(yè)的框架下，工具企業(yè)今后的發(fā)展之路，只能通過提升其為制造業(yè)進(jìn)行全方位服務(wù)的能力，才有可能成為制造板塊產(chǎn)業(yè)鏈中穩(wěn)定的合作伙伴，從而獲得穩(wěn)定可靠的市場份額。

[1]韓步愈，金屬切削原理與刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2015

[2]劉占斌，黃東，常用金屬切削刀具的選用，化學(xué)工業(yè)出版社，2010

[3]陳日曜，金屬切削刀具與材料，機(jī)械工業(yè)出版社，2005

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1007-6344（2017）04-0137-01