淺談我國金屬切削刀具的創新與發展

(青島科技大學 山東青島 266061)

淺談我國金屬切削刀具的創新與發展

黃志恒

(青島科技大學 山東青島 266061)

在機械加工中，切削加工是最基本而又最可靠的精密加工手段。21世紀機械制造業的競爭，本質上是精密高速切削的競爭，這種競爭是全方位的。針對嚴峻的形勢，國內工具行業應審時度勢，以市場為導向，積極調整產業結構、提升產品檔次，開發適應汽車、高鐵、家電等有關民生的新刀具。

刀具現狀；創新發展；改革思路

在機械加工中，切削加工是最基本而又最可靠的精密加工手段。21世紀機械制造業的競爭，本質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、高速運算數控系統和主軸動平衡等新技術的采用，以及刀具材料的不斷發展，現代化切削技術正朝著高速、高精度和強力切削的方向發展。刀具材料的性能、質量和可靠性的優劣，直接影響到我國制造業數百萬臺昂貴的數控機床生產效率的高低和加工質量的好壞，也直接影響整個機械制造工業生產技術水平和經濟效益的高低。

一、金屬切削刀具的現狀

1、我國金屬切削刀具的發展態勢

在快速發展的背后，國內工具行業高增長率中含金量并不高，其中相當一部分企業以犧牲環境為代價，以廉價勞動力為基礎，生產劣質產品獲取暴利。麻花鉆、錐柄鉆、絲錐、鋸片銑刀等低端市場一片混戰，而高端產品增長緩慢，汽車行業、模具行業、航空航天等行業的高、精、尖的復雜刀具大部分依賴進口。

目前，我國的金屬切削刀具已經開始從高速鋼刀具轉向硬質合金刀具的開發生產，但力度還不夠，仍以低檔居多。從中國機床工具工業協會統計數據表明：我國消耗了全世界40%的工具材料，銷售收入卻只占全世界工具的12%～15%，數據顯示不符合國家提出的資源節約型的科學發展觀。

針對上述嚴峻的形勢，國內工具行業應審時度勢，以市場為導向，積極調整產業結構、提升產品檔次，開發適應汽車、高鐵、家電等有關民生的新刀具。環顧近年的機械、模具、能源等熱門行業，我國的刀具市場前景十分廣闊。時下我國已成為世界機械制造大國，將來世界的工具市場就在中國，占領了中國市場即是占領了國際市場。

當今的刀具材料

刀具材料是刀具工業的基礎，刀具材料的發展對刀具切削性能的提高起著決定性的作用。現在的刀具材料主要有高速鋼、硬質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。

粉末高速鋼力學性能較冶煉高速鋼顯著提高，強度可提高20%～30%，韌性提高1.5～2倍。并且安全性、可靠性強，刀具壽命是HSS鋼刀具的幾倍仍至數十倍，國外早已普遍運用，但國內至今很少采用。

(2)硬質合金高速鋼稱霸刀具材料100多年，時下由于高速切削、干切削、硬切削的飛快發展，硬質合金成了刀具材料新霸主。近年來因添加稀土金屬的硬質合金、納米技術的應用、提高強度和韌性的超細顆粒硬質合金和超硬涂層技術的開發和利用，顯著提高了硬質合金的高效切削性能，大大拓寬了硬質合金的應用領域，現在高效先進刀具，基本上是硬質合金的一統天下。

(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，近年來在制造業的應用范圍逐漸擴大。超硬刀具及其材料國內均有生產基地及供應商，關鍵問題看用戶是否誠心使用。在模具加工業中，超硬刀具發揮了重要作用，深信這類刀具材料將有十分廣闊的應用前景。

二、轉變理念加快發展

1、思維理念的轉變

我國的切削機床發展迅速，擁有量在世界上遙遙領先，但刀具行業卻遠遠落后。重主機輕刀具的理念在很多人的腦海中已根深蒂固，切削技術和刀具業的落后，很大因素是企業對刀具的使用停留在陳舊的傳統觀念上，即用廉價的刀具控制成本，而不是用高效刀具通過提高加工效率來達到降低成本的目的。

現在越來越多的人認識到加大刀具投入進行高速切削加工，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，到時中國的加工業就會向前邁進一大步。

2、生產經營理念的轉變

生產經營理念因循守舊不思進取的保守理念在我國現代高效刀具的發展中所造成的危害遠遠超過技術落后的影響。從傳統的標準刀具發展到現代的高效刀具，中國刀具工業經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自身的生存空間，還是從我國整個制造業提高競爭力的全局需要看，刀具企業加速結構調整推動高效刀具的發展已刻不容緩，停滯和墨守陳規的結果就是倒閉。只有改變生產經營理論，從傳統的標準刀具籠套中解放出來，制造適應市場需求、適銷對路的高效刀具才是坦途。

三、我國刀具未來的發展

1、科技創新趕超強國

“提高效率，降低成本”是全世界制造業競爭的核心，發達國家長期保持經濟強勢主要依靠科技創新。他們投入巨資在刀具新材料、新涂層、新技術、新工藝以及工具專用數字化制造技術等方面進行了大量的研發，開發出一代又一代的高效刀具，牢牢占據了國際刀具的高端市場。我國開發的葉根槽銑刀、硬質合金齒輪滾刀、圣誕樹銑刀、八角形銑刀、硬質合金模塊式刀、波刃型立銑刀、非標槽刀，以及適應高速切削刀具用的HSK刀柄、雙頭端面刀柄等都頗具“殺傷力”。國內很多企業雖具有很強的科技創新能力，但與國外著名企業相比仍存在較大差距。因此，加大開發力度，將刀具創新作為一項長期戰略任務來抓，在復雜、高效刀具制造中邁出堅實一步，為趕超世界強國作出我們應有的貢獻。

加強服務穩固市場

對于刀具行業而言，僅有高質量的品牌產品還遠遠不夠，更重要的是向客戶提供全面的金屬切削解決方案。刀具制造商應盡快地從單純供應標準刀具產品轉向生產個性化先進高效刀具的戰略轉移，并提供服務。

在現代制造業日益細化的今天，刀具企業需要延伸服務，增加服務項目、提高服務水平，這是提高企業競爭力的關鍵之舉。在計劃經濟時代，受“小而全”，“大而全”的影響，就工具行業相關的企業來說，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準刀具外，其他刀具都由自己解決，認為沒有必要向工具行業提出服務要求。如今不一樣了，越來越多的制造業，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，加快發展，這是制造業與時俱進的一大進步。但是制造業內部的工具、工藝的業務還得有人管，來填補這個空缺定當是工具制造業，即專業化分工。這種分工要求工具企業敢于改革創新，要跨越傳統的工具售后服務的老套路，展現現代工具企業的新風姿。

總之，在現代制造業的框架下，工具企業今后的發展之路，只能通過提升其為制造業進行全方位服務的能力，才有可能成為制造板塊產業鏈中穩定的合作伙伴，從而獲得穩定可靠的市場份額。

[1]韓步愈，金屬切削原理與刀具，機械工業出版社，2015

[2]劉占斌，黃東，常用金屬切削刀具的選用，化學工業出版社，2010

[3]陳日曜，金屬切削刀具與材料，機械工業出版社，2005

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1007-6344（2017）04-0137-01